[發明專利]一種從銦鎵溶液中分離提取銦和鎵的方法

在審

• 申請號: 201510277326.3
• 申請日: 2015-05-27
• 公開（公告）號: CN104928503A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 孫剛
• 申請（專利權）人: 孫剛
• 主分類號: C22B58/00
• 分類號: C22B58/00;C22B3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于濕法冶金領域，具體是涉及一種銦鎵溶液中分離提取銦和鎵的方法。

背景技術

銦和鎵作為稀散金屬元素，是重要的工業材料，常用于合金、傳感器和半導體中。由于兩種元素的稀缺性，從一些工業廢料或電子廢棄物中回收銦或鎵成為了重要的途徑。銦鎵經常同時存在于某些工業廢料中，如冶煉鋅渣、銦鎵合金靶材廢料和廢棄銦鎵砷探測器等，回收的過程中難免會涉及到兩元素的分離。而銦和鎵在溶液離子狀態時性質比較接近，分離提取有一定難度，所以成為行業普遍存在的問題。

現有從溶液中分離銦鎵的方法主要是用P204萃取劑先萃取銦，然后從萃余液中回收鎵，但萃取銦時會有部分鎵被共萃入有機相中，造成鎵回收率低下。另外也有文獻報道通過水解沉淀來分離，但兩者的水解pH值比較接近，控制難度大，容易夾帶共沉，造成產物不純或回收率低。

發明內容

針對目前存在的問題，本發明提供一種銦鎵溶液中分離提取銦鎵的方法，主要以有機磷酸試劑為萃取劑，通過完全共萃銦鎵—反萃銦—反萃鎵或完全共萃銦鎵—反萃鎵—反萃銦的工藝過程進行，然后從各自的反萃液中水解或置換得到相應的銦產品或鎵產品。

???本發明的工藝依次為以下步驟：

???1.?萃取：以有機磷酸類試劑（P204、P507、P501、Cyanex272、Cyanex301、B312）中的一種或幾種為萃取劑，以（磺化煤油、苯）中的一種為稀釋劑，配成有機相，萃取劑濃度為5%~30%.待萃液pH調至1~2.5范圍內，然后加入有機相萃取,?相比O/W為1:5~5:1范圍，溫度保持在5~50℃范圍內，攪拌或離心2~30min,?然后分液。

???2.?反萃銦：以6~12?mol/L的濃鹽酸為反萃劑，對1步驟中的萃后有機相進行反萃，溫度保持在5~50℃范圍內，相比O/W為8:1~1:1范圍,?攪拌或離心2~30min,?得到富含銦離子的水相，然后分液。

???3.?反萃鎵：以0.1~1mol/L的草酸溶液為反萃劑，對2步驟中的反萃后有機相進一步反萃，溫度保持在5~50℃范圍內，相比O/W為8:1~1:1范圍,?攪拌或離心2~30min,?得到富含鎵離子的水相，然后分液。

???4.?對2中的富含銦離子的水相加入鋅或鋁置換得到單質銦，或者加入堿類物質如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣等，得到氫氧化銦沉淀。

???5.?對3中的富含鎵離子的水相加入理論量1~1.5倍的沉淀劑，形成草酸鈣，其中沉淀劑為（氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣）中的一種或幾種，反應溫度為5~80℃范圍，然后過濾除去草酸鈣，濾后液用鋅或鋁置換得到單質鎵，或者加入堿類物質如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣等，得到氫氧化鎵沉淀。

???本發明的工藝反萃順序互換，其它工藝參數不變也可以實現，依次為以下步驟：

1.?萃取：以有機磷酸類試劑（P204、P507、P501、Cyanex272、Cyanex301、B312）中的一種或幾種為萃取劑，以（磺化煤油、苯）中的一種為稀釋劑，配成有機相，萃取劑濃度為5%~30%.待萃液pH調至1~2.5范圍內，然后加入有機相萃取,?相比O/W為1:5~5:1范圍，溫度保持在5~50℃范圍內，攪拌或離心2~30min,?然后分液。

2.?反萃鎵：以0.1~1mol/L的草酸溶液為反萃劑，對1步驟中的萃后有機相進行反萃，溫度保持在5~50℃范圍內，相比O/W為8:1~1:1范圍,?攪拌或離心2~30min,?得到富含鎵離子的水相，然后分液。

???3.?反萃銦：以6~12?mol/L的濃鹽酸為反萃劑，對2步驟中的反萃后有機相進一步反萃，溫度保持在5~50℃范圍內，相比O/W為8:1~1:1范圍,?攪拌或離心2~30min,?得到富含銦離子的水相，然后分液。

???4.?對2中的富含鎵離子的水相加入理論量1~1.5倍的沉淀劑，形成草酸鈣，其中沉淀劑為（氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣）中的一種或幾種，反應溫度為5~80℃范圍，然后過濾除去草酸鈣，濾后液用鋅或鋁置換得到單質鎵，或者加入堿類物質如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣等，得到氫氧化鎵沉淀。

???5.?對3中的富含銦離子的水相加入鋅或鋁置換得到單質銦，或者加入堿類物質如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣等，得到氫氧化銦沉淀。

???本發明的特點在于：

??（1）充分利用銦和鎵在有機磷酸類萃取劑中的共萃性質，化不利因素為有利因素，完全將兩種元素同時萃入有機相，然后分別反萃回收銦和鎵，分離徹底，回收率高。