[發明專利]一種從含鎵冶煉渣中提取鎵的方法

有效

• 申請號: 202010414975.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111440955B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 彭永延;陳應紅;劉留;殷亮
• 申請（專利權）人: 廣東先導稀材股份有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B58/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;魏微

本發明公開了一種從含鎵冶煉渣中提取鎵的方法，包括以下步驟：(1)將含鎵冶煉渣和水混合，加入強堿，攪拌，過濾，得第一濾液；(2)向第一濾液中加入鈣源，攪拌，過濾，得第二濾液；(3)向第二濾液中加入酸溶液，攪拌，過濾，得濾渣；(4)向濾渣中加入水和強堿溶解，過濾，得第三濾液；(5)向第三濾液中加入強堿，得電解液，通過電解得鎵。本發明所述方法實現了常壓浸出、短流程化、高效富集金屬鎵等目的，所需反應條件簡單、反應設備要求不高、反應流程短，整體易于實現工業化應用，且用于工業化生產多年，運行穩定，結果穩定、良好。且本發明所用的試劑皆為常見試劑，生產成本低，產品質量高。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體涉及一種從含鎵冶煉渣中提取鎵的方法。

背景技術

金屬鎵是半導體工業的基礎材料，其主要用于生產Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體，如砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵、銻化鎵等作為制備外延薄膜的金屬有機化合物材料。砷化鎵芯片及LED發光器件是鎵的兩大主要應用。其中砷化鎵芯片廣泛用于現代移動通信領域，砷化鎵器件的工作溫度較高，可在高溫電子元器件中得到應用。磷化鎵可用于生產發光二極管，紅色發光二極管以磷化鎵或磷砷化鎵等為主體，黃色、橙色發光二極管則以磷砷化鎵為主體。當前，全球對金屬鎵的需求量已達到200多噸，且以每年20-25％的速度在增長。雖然鎵在地殼中的豐度約有0.0015％，超過了許多稀有元素，甚至比一些普通金屬都要高。但鎵在地殼中的分布極其分散，未發現有獨立的礦床，只作為伴生礦物分布在有色金屬、黑色金屬和煤及一些非金屬礦床中。

能夠作為提取鎵的冶金原料并不多，多年以來，國內外提取鎵的主要原料為鋁土礦和煉鋅等過程中的副產品。由于鎵是十分重要的稀散金屬，屬于不可再生資源，國內外也有不少從含鎵的二次資源、煤煙塵、鐵礦、剛玉等原料中提鎵的研究報道，但多數存在回收工藝復雜，設備要求較高，成本較大等問題。因而如何從相關冶煉渣或其他含鎵廢料中高效回收鎵，成為了當今冶金領域的熱點問題。

中國專利CN103468977B介紹了一種從復雜含鍺鎵的冶煉渣或礦石中選擇性浸出鍺鎵的方法，提出了將物料置于高溫高壓的堿性條件下進行浸出，調節pH除雜后，用氯化鈣沉鎵，進而得以鎵的回收，回收率高達99％。該方法雖然工藝工序較為簡單，但由于其要求在物料的浸出過程中需高溫高壓的條件，對設備的要求較高，且操作難度較大，成本較高，故不利于將其應用于工業化生產。

中國專利CN105087935B介紹了一種從銅銦鎵廢靶材中分別回收銅、銦和鎵的方法，提出了先將物料進行酸溶，有價金屬轉化為離子態，再用分階段用氫氧化鈉進行中和沉淀，分離出金屬鎵，最后通過電解的方式得到純度較高的金屬單質鎵。該方法工序簡單，操作便利，但工藝流程較為繁瑣，故有待進一步改進。

同樣的，美國專利US4071422介紹的從冶煉煙塵中回收鎵的方法，也是先將其進行酸溶，再加堿富集鎵，從而得到含金屬鎵的精礦；工藝相對繁瑣，且效率不高。而另一美國專利US4927609介紹的從一種氧化鎵混合物中回收鎵的方法，則是先將物料進行酸溶，再通過萃取的方式得以鎵的富集；過程中有機相萃取、反萃的操作較為復雜，且成本較高，不利于生產。

不論國內外，還有其他很多較有特色的回收工藝，如中國專利CN109182787A的超聲堿浸工藝、中國專利CN109234541A的煅燒-堿浸-萃取工藝、以及其他專利中的樹脂吸附工藝等。種類繁多，但這些技術普遍存在能耗大、流程繁瑣、設備要求高、操作難度大、成本高、鎵回收率低等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種從含鎵冶煉渣中提取鎵的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種從含鎵冶煉渣中提取鎵的方法，包括以下步驟：

(1)將含鎵冶煉渣和水混合，加入強堿，攪拌，過濾，得第一濾液；

(2)向第一濾液中加入鈣源，攪拌，過濾，得第二濾液；

(3)向第二濾液中加入酸溶液，攪拌，過濾，得濾渣；