[其他]一種從氧化鋁生產的分解母液中提取鎵的方法

在審

• 申請號: 101985000000163
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1006235B
• 公開（公告）日: 1989-12-27
• 發明（設計）人: 江中一;范澄中
• 申請（專利權）人: 山東鋁廠
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 楊思明

一種從氧化鋁生產的分解母液中提取金屬鎵的方法，向碳酸化分解分離出氫氧化鋁以后的母液中通入ＣＯ₂，進行徹底碳酸化分解，鎵、鋁以無定形水化物的形態進入沉淀，分離沉淀，去除大部分Ｎａ₂Ｏ，向沉淀中加入石灰乳脫鋁，得到富鎵的溶液，再通入ＣＯ₂，生成富鎵的沉淀，用氫氧化鈉溶解富鎵沉淀，并同時加入硫化鈉除重金屬，制得含鎵３－９ｇ／ｌ的電解液，用不銹鋼作陰陽極的電解槽電解，在陰極上得到鎵，再用鹽酸處理，即可生產出純度為９９．９９－９９．９９９％的金屬鎵。

本發明屬于提取金屬鎵的工業方法（C22B58/00）。

目前世界上所用的金屬鎵，主要是從氧化鋁生產的分解母液中提取的。提取方法大多分為兩步，第一是制取富鎵的氧化鋁，第二是用氫氧化鈉溶出富鎵氧化鋁制得電解液，電解時，在陰極上得到鎵。如美國專利2，582，376。

其工藝方法是，向已分解過的鋁酸鈉溶液中添加氧化鈣，使氧化鋁以鋁酸鈣混合物的形態沉淀，再通入CO₂，使溶液中部份或全部鋁酸鈉溶液失效，制得一種富鎵的氧化鋁，然后把富鎵的氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液中，接著送去電解，此方法的缺點是，鋁酸鈉溶液中大量的Na₂O沒有預先除去就添加氧化鈣，生成鋁酸鈣混合物的數量大，分離時，固相帶走的鎵多，降低了回收率，同時，大量的鋁酸鈣混合物，氧化鋁生產難于使用，送出困難。另外對嚴重的鋁酸鈣結疤，沒有找到很好的處理方法，使生產操作困難。

本發明的目的是提供一種工藝方法，該方法可以減少鋁酸鈣混合物的生成量，提高鎵的回收率，并對鋁酸鈣進行恰當的處理，解決其結疤和出路問題。

本方法是在添加氧化鈣之前就向碳酸分解母液中通入CO₂，使鎵、鋁以無定形水化物的形態進入沉淀，然后，分離沉淀，大量的Na₂O，留在液相中，將此液返回氧化鋁生產系統，分離后的固體，進入脫鋁過程，在石灰乳的存在下，生成鋁酸鈣混合物，使鎵與鋁的比值提高，用過濾機分離脫鋁漿液，固相鋁酸鈣混合物，加入石灰乳攪拌后，送到氧化鋁生產作脫硅添加劑，鋁酸鈣洗液返回鎵流程配料，濾液再通入CO₂進行徹底碳酸化，鎵、鋁又進入沉淀，液固分離后，用氫氧化鈉溶解沉淀，同時添加硫化鈉除去重金屬，壓濾后得含鎵3～9g/l澄清電解原液，在不銹鋼作陰、陽極的玻璃鋼槽中電解，陰極上獲得金屬鎵，用鹽酸處理電解得到的鎵，即可產出純度為99.99～99.999%的金屬鎵。

附圖為本發明的一個實施例，詳細敘述如下：氧化鋁生產炭酸化分解分離出氫氧化鋁后的母液即碳分母液①（成分：Na₂CO₂，120-376g/l、NaOH13-65g/l、Al₂O₂6-32g/l、鎵0.01-0.1g/l）泵入碳酸化分解槽②，并通入CO₂③，進行徹底分解，通蒸汽保溫65-98℃，攪拌2.5-7小時，鎵、鋁以無定形水化物析出，分解后的漿液泵入壓濾機④進行液、固分離，分離后，濾液⑥送濾液貯槽然后，送到氧化鋁生產去配制溶出熟料的溶出液，沉淀⑤進入配料槽⑦，在配料槽中，加入石灰乳⑧和鋁酸鈣洗液⑩，在常溫下進行配料，配料時，石灰乳的加入量按CaO與Al₂O₃的克分子比2-4，CaO與CO₂的克分子比0.8-1.2計算得出。配好的料漿泵入脫鋁槽并加入電解母液和石灰乳⑧，通蒸汽在85-110℃下反應1.5-4小時，生成鋁酸鈣混合物進入固相，將此漿液泵入過濾機進行液固分離，濾餅鋁酸鈣用石灰乳⑧沖后，送到氧化鋁生產的脫硅工序作為脫硅添加劑，鋁酸鈣洗滌液⑩返回配料槽⑦配料，濾液（成份：Na₂O25-65g/l、Al₂O₃0.6-3g/l鎵0.06-0.2g/l）泵入原液分解槽通入CO₂③進行徹底碳酸化分解，分解溫度控制在55-95℃，鎵、鋁又以水化物的形態進入沉淀，分解漿液泵入壓濾機進行液固分離，濾液濾液貯槽與濾液⑧混合，送氧化鋁生產系統，富鎵沉淀（含鎵1.5-2.5%）送入溶解槽加入氫氧化鈉和硫化鈉溶液，通汽提溫溶解，氫氧化鈉的加入量按苛性Na₂O與Al₂O₃的克分子比1.5-1.9，苛性Na₂O與CO₂的克分子比0.8-1.2計算得出。硫化鈉的加入量為沉淀物重量的0.5-5‰，溶解溫度80～110℃，時間＞2.5小時，溶解后的漿液泵入溶解壓濾機液固分離，溶渣⑨送到配料槽⑦配料，濾液，即電解原液（成份：Na₂O160-245g/l、Al₂O₃40-120g/l，鎵3-9g/l）送入電解槽電解，電解條件是：電流密度是0.05-0.1安/cm²，槽電壓2.5-5V，溫度40-75℃，極距15-45mm，在陰極上得到金屬鎵（粗鎵）。粗鎵放入酸煮罐中進行酸煮，酸煮的條件是用0.5-5當量濃度的鹽酸通入蒸汽保溫60-100℃，酸液與液態金屬鎵攪拌2-10小時，然后靜置排除鹽酸，用蒸餾水充分洗滌，得到純度為99.99-99.999%的金屬鎵。