[發明專利]一種煤系地層共伴生稀有金屬元素鎵的浸出方法

有效

• 申請號: 201210504657.2
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103290242A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 李大華;代世峰;劉東;胡波;程軍;鄒建華;田和明;欒進華;李甜;劉峰;楊洪永;薛衛峰
• 申請（專利權）人: 重慶地質礦產研究院;中國礦業大學（北京）
• 主分類號: C22B58/00
• 分類號: C22B58/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及一種煤系地層共伴生稀有金屬元素鎵(Ga)的浸出方法，屬選礦冶金領域。?

背景技術

目前世界上鎵的儲量約為23萬噸，我國金屬鎵的儲量約占世界儲量的80%-85%。鎵屬于典型分散元素，自然界中很難形成獨立的礦床，我國金屬鎵主要賦存在釩鈦磁鐵礦、鋁土礦、閃鋅礦、煤或錫礦中，主要來源于鋁土礦和鉛鋅礦床。鎵的提取原料主要有拜耳法煉鋁循環液、煉鋅廢渣、粉煤灰等，其生產工藝主要有提取法和回收法。從拜耳法煉鋁循環液中回收鎵的方法主要有沉淀法、汞齊電解法、萃取法；從煉鋅廢渣、粉煤灰等浸出鎵的方法主要有沉淀法和萃取法。?

煤系地層共伴生金屬鎵是鎵資源的重要組成部分，越來越受到廣泛重視，尤其是在國家提出資源綜合開發利用的政策支持下，煤系地層共伴生金屬鎵資源成為一個研究的熱點。除了我國內蒙古準格爾外，目前世界其他地區尚未發現與煤共伴生的鎵礦床。對于賦存在高嶺石粘土巖中鎵的提取工藝研究甚少，還沒有較成熟的提取方法，因此對于這種新型鎵礦床的開發利用，急需一套完整的鎵提取工藝。?

發明內容

本發明的目的是針對與煤共伴生的鎵礦床，提供一種煤系地層共伴生稀有金屬元素鎵的浸出方法。本發明方法將與煤共伴生鎵礦床中的稀有金屬元素鎵部分轉化為Ga(OH)₃，部分轉化為GaCl₃浸出到溶液中，為鎵的精煉提供前提條件，繼而實現此類新型與煤共伴生鎵礦床中稀有金屬元素鎵的開發利用。?

為實現上述目的，本年發明采取如下措施：?

本發明所述與煤共伴生的鎵礦床，是一種新型鎵礦床，其主要成分為Ga?85.5μg/g，Nb?225μg/g，∑REY?1585μg/g，TiO₂?2.97%，SiO₂?35.69%，Al₂O_3?29.84%。本發明所述煤系地層共伴生稀有金屬元素鎵的浸出方法采用焙燒-水浸-酸浸法，將礦石中的鎵逐步浸出。在礦石添加燒結劑焙燒過程中，礦石中的部分鎵與Na₂CO₃發生如下反應：Ga₂O₃+Na₂CO₃→2NaGaO₂+CO₂，NaGaO₂可溶于水，在?水浸過程中NaGaO₂溶解到水浸濾液中，而未與Na₂CO₃反應的鎵主要以Ga₂O₃的形式存在水浸濾渣中。本發明采用碳酸化法將水浸濾液中的鎵轉化為Ga(OH)₃沉淀分離出來，其反應方程式為2NaGaO₂+CO₂+3H₂O→2Ga(OH)₃+Na₂CO₃。本發明采用鹽酸酸浸使水浸濾渣中的Ga₂O₃轉化為GaCl₃存在于酸浸濾液中，其反應方程式為Ga₂O₃+6HCl?→2GaCl₃+3H₂O，隨后采用濃鹽酸調整酸浸濾液中Cl^-濃度為6-10mol/L，通過裝有樹脂的離子交換柱進行吸附，在Cl^-濃度較高的溶液中，GaCl₃可與Cl^-形成GaCl^4-，D201樹脂是強堿性陰離子樹脂，對GaCl^4-吸附性較強，吸附飽和后，用NH₄Cl溶液以一定的流速通過離子交換柱進行解吸，解吸下來的GaCl^4-在溶液中仍是以GaCl₃的形式存在，因此獲得的為富集GaCl?₃的溶液。?

具體地，本發明所述煤系地層共伴生稀有金屬元素鎵的浸出方法，包括如下步驟：

（1）將礦石預先破碎、磨礦至粒度小于1mm，再與無水碳酸鈉按1：1-1.5的質量比混合均勻后，在馬弗爐中焙燒，得焙燒產物；?

（2）將步驟（1）所得焙燒產物研磨至粒度小于1mm，按固液比1g：10-20ml進行水浸，將水浸浸出液過濾，分別收集得濾液I和濾渣I；?