[發明專利]一種從鎵鎂合金廢料中回收鎵的方法

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• 申請號: 201711364337.0
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108048673A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 殷亮;劉鴻飛;朱劉
• 申請（專利權）人: 清遠先導材料有限公司
• 主分類號: C22B58/00
• 分類號: C22B58/00;C22B7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供一種從鎵鎂合金廢料中回收鎵的方法，包括以下步驟：A)將鎵鎂合金廢料球磨過篩后，與水混合，得到第一混合液；B)向所述第一混合液中滴加第一酸劑，升溫至30～100℃，攪拌反應，得到第二混合液；所述第一酸劑中氫的摩爾量與鎵鎂合金廢料中鎂的摩爾量比為(2.1～2.6)：1；所述第一酸劑的質量濃度為10～100％；C)將所述第二混合液冷卻至29℃以下過濾，得到濾液和粗鎵；D)粗鎵加第二酸劑進行攪拌洗滌，過濾后得到鎵產品。本發明利用金屬電極電位的差異，同時控制酸劑的加入量，使鎵鎂合金廢料中的鎂以離子的形式進入溶液，鎵以液態的形式分離，選擇性浸出除雜，更容易除掉其中的雜質，直接得到4N金屬鎵。

技術領域

本發明屬于鎵資源回收技術領域，尤其涉及一種從鎵鎂合金廢料中回收鎵的方法。

背景技術

鎵，是一種稀散元素，元素符號為Ga，原子質量為69.72。金屬鎵的熔點為29.78±0.005℃，沸點為2403℃。固體鎵為藍灰色，液體鎵為銀白色。鎵在地殼中的含量為0.0015％。自然界中的鎵分布比較分散，多以伴生礦存在，主要賦存在鋁土礦中，少量存在于錫礦、鎢礦和鉛鋅礦中。根據美國地質調查局2015年發布的數據，全球鋁土礦中鎵的儲量超過100萬噸，鋅礦中還有一定儲量的鎵資源。雖然鋁土礦和鋅礦中所含的鎵資源相對較多，但目前能從中開發回收的鎵資源量卻很少。

目前，金屬鎵的消費領域包括半導體和光電材料、太陽能電池、合金、醫療器械、磁性材料等，其中半導體行業已成為鎵最大的消費領域，約占總消費量的80％。隨著鎵下游應用行業的快速發展，尤其是半導體行業和太陽能電池行業，未來金屬鎵需求也將穩步增長。根據美國地址調查局2014年發布的數據，2013年全球精鎵的產量約為200噸，粗鎵產量約為280噸，世界粗鎵產能為470噸，精鎵產能為300噸，回收產能為200噸。

鎵鎂合金，是制備三甲基鎵的原料。高純三甲基鎵等金屬有機化合物，是金屬有機化學氣相沉積技術(MOCVD)、化學束外延(CBE)過程中生長光電子材料的最重要、也是目前用量最大的原料，廣泛應用于生長銦鎵砷氮(InGaAsN)、銦鎵砷(InGaAs)、銦鎵磷(InGaP)等化合物半導體薄膜材料。在鎵鎂合金的合成過程中會產生一部分廢料，隨著三甲基鎵用量的增加，產生鎵鎂合金廢料亟待回收，鎵的回收對于降低成本和資源循環利用有重要的意義。

鎵的傳統回收方法是把含鎵物料用酸或者堿溶解，再除雜，然后通過電解回收鎵。專利105567982報道了一種從氮化鎵物料中回收鎵的方法：用強堿加氧化劑的方法使物料溶解，然后通過電解沉積得到金屬鎵。專利105087935報道了從銅銦鎵硒廢料中回收稀散金屬的方法：用強酸溶解物料，再用強堿把溶液調到中性過濾得到濾渣，然后濾渣用堿溶解得到鎵的溶液，然后電解回收其中的鎵。以上兩種回收鎵的方法都屬于傳統方法，先溶解，再除雜，再電解，流程較長，能耗大。

目前尚未有專利及文獻報道從鎵鎂合金中回收鎵的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從鎵鎂合金廢料中回收鎵的方法，本發明中的方法無需通過電解，直接得到4N鎵，降低了成本，簡化了工藝流程。

本發明一種從鎵鎂合金中廢料中回收鎵的方法，包括以下步驟：

A)將鎵鎂合金廢料球磨過篩后，與水混合，得到第一混合液；

B)向所述第一混合液中滴加第一酸劑，升溫至30～100℃，攪拌反應，得到第二混合液；

所述第一酸劑的氫的摩爾量與鎵鎂合金廢料中鎂的摩爾量比為(2.1～2.6)：1；所述第一酸劑的質量濃度為10～100％；

C)將所述第二混合液冷卻至29℃以下過濾，得到濾液和粗鎵；

D)粗鎵加第二酸劑進行攪拌洗滌，過濾后得到鎵產品。

優選的，所述第一酸劑為鹽酸、硫酸或硝酸。