[發(fā)明專利]一種含鎵酸性溶液選擇性富集制備富鎵渣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310576600.8
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103555946A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃中省;衷水平;王瑞永;伍贈(zèng)玲;劉濤;鄒來昌;陳景河
• 申請（專利權(quán)）人: 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B58/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 周暉

一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金行業(yè)，涉及一種含鎵酸性溶液選擇性富集制備富鎵渣的方法，特別涉及一種從含鎵明礬石礦酸性浸出液中制備富鎵渣的方法。

二.背景技術(shù)

明礬石礦是一種以鋁、鉀、鈉硫酸鹽礦物為主要組分的非金屬礦物，其中伴生有金屬鎵，鎵含量25～60g/t，但由于明礬石礦綜合利用一直沒有經(jīng)濟(jì)可行的回收方法，因此明礬石礦也沒有大規(guī)模的開發(fā)。溫州礬礦被譽(yù)為“世界礬都”，探明的明礬石儲量2.4億噸，占世界的60%，其中的稀有金屬鎵沒有辦法回收，生產(chǎn)過程中鎵白白浪費(fèi)。紫金山銅礦是我國特大型銅礦山，銅金屬量550萬噸，銅礦中明礬石含量10%以上，浮選得到的明礬石精礦中鎵含量60g/t左右，明礬品位70%以上，但其中Ga的回收是一直存在的難題。

Ga已被我國及歐美等國家列為戰(zhàn)略金屬，主要應(yīng)用于電子、化工等行業(yè)。目前，90%以上的原生鎵來自氧化鋁廠，10%的原生鎵來自煉鋅廠及其它廢料等。另有部分從砷化鎵等二次資源中回收。

硫酸浸出工藝制備明礬等產(chǎn)品工藝是明礬石綜合利用主要方法，也是我國綜合利用明礬石礦的唯一方法，溫州礬礦采用該工藝已有600年的歷史，但目前處于虧損狀態(tài)。硫酸浸出含鎵明礬石工藝浸出液循環(huán)過程由于明礬結(jié)晶會(huì)吸附溶液中的鎵進(jìn)入明礬晶體，因此采用循環(huán)富集鎵工藝回收鎵不可行。這也是溫州礬礦、紫金山伴生明礬石礦及其它含鎵明礬石礦硫酸浸出工藝中鎵回收存在的難題

梁祥濟(jì)等在其“明礬石礦床中釩、鎵萃取試驗(yàn)和綜合利用的建議”采用高溫高壓浸出及溶劑萃取方法從含Ga、Al、K、V的酸性溶液中萃取Ga，鎵的萃取率僅為30%左右，且無法與溶液中的V、Al等金屬離子分離；美國專利US3168372采用明礬經(jīng)焙燒-硝酸分解-循環(huán)浸出工藝，該工藝條件苛刻、流程長、能耗高，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。

硫酸浸出法工藝中Ga能否回收成為制約硫酸法工藝經(jīng)濟(jì)性及可行性的重要因素，Ga的能否回收的主要影響因素為鎵能否在硫酸浸出工藝中高效富集。如果無法有效、高效富集Ga就無法回收。

以上研究均為涉及到硫酸浸出工藝中鎵的富集方法或工藝，因此尋求一種從硫酸浸出含鎵明礬石礦中富集效果好、工藝簡單、經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的工藝具有重要的意義。

三.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種含鎵酸性溶液選擇性富集制備富鎵渣的方法，解決了從含鎵明礬石礦硫酸浸酸性含鎵溶液中提取鎵的難題，具有鎵富集率高、富鎵渣Ga含量高、工藝簡單、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明是根據(jù)明礬石硫酸浸出液中Ga與Al、K沉淀行為存在差異、Al、K的含量遠(yuǎn)高于Ga的含量及Ga與Al性質(zhì)相近容易形成類質(zhì)同相的原理，通過控制一定條件使溶液中低含量的鎵與高含量的Al、K、SO42-等共同沉淀形成富鎵物，并且使溶液中97%以上的Ga沉淀進(jìn)入渣中，而Al、K、SO42-等僅有少量沉淀，從而實(shí)現(xiàn)Ga在渣中的富集。

含鎵溶液選擇性富集制備富鎵物涉及的化學(xué)反應(yīng)有：

K⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+12H₂O→AlK(SO₄)₂·12H₂O↓

K⁺+Ga³⁺+2SO₄^2-+12H₂O→KGa(SO₄)₂·12H₂O↓

Na⁺+Ga³⁺+2SO₄^2-+12H₂O→NaGa(SO₄)₂·12H₂O↓

3Ga³⁺+6OH^-+H₂O+H⁺+2SO₄^2-→(H₃O)Ga₃·(SO₄)₂·(OH)₆↓