[發(fā)明專利]一種從銅鎵合金靶材中回收銅鎵的裝置和方法

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• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111501070A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 李康;殷亮;賀杰;羅桂添
• 申請（專利權）人: 廣東先導稀材股份有限公司
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02;C25C7/00;C25C7/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發(fā)明公開了一種從銅鎵合金靶材中回收銅鎵的裝置和方法，通過鈦籃對廢銅鎵合金靶材進行電解回收，省去了熔融澆鑄處理工序，減少了金屬銅鎵的氧化損失，提高了回收率，簡化了回收工藝。本發(fā)明的裝置設有構成循環(huán)的低位槽、高位槽和電解槽，電解時，電解液循環(huán)流動，使電解液得到有效冷卻，實現(xiàn)連續(xù)電解回收銅鎵，還利用了循環(huán)流動的電解液將析出的銅粉帶到電解槽末端的底部，利于回收。本發(fā)明可一步電解析出靶材中的金屬銅，并使金屬鎵溶解在電解液中，實現(xiàn)銅的直接電解回收，以及銅和鎵的有效分離，電流效率高達95％以上，電解析出的金屬銅通過一次酸洗和一次水洗后，其純度即可達到99％以上，銅和鎵的回收率均大于98％，經濟效益可觀。

技術領域

本發(fā)明屬于濕法冶金技術領域，尤其涉及一種從銅鎵合金靶材中回收銅鎵的裝置和方法。

背景技術

隨著能源匱乏和環(huán)境污染問題的加重，太陽能成為了未來能源的首選。Cu(In，Ga)Se₂(CIGS)薄膜太陽電池具有低成本、光電轉化效率高、性能穩(wěn)定和抗輻射能力強等優(yōu)點，應用前景好，成為了當今光伏領域研究的熱點之一。現(xiàn)有技術中，一般采用濺射硒化二步法制備CIGS薄膜，即先沉積CuInGa(CIG)前驅膜，然后進行硒化形成CIGS薄膜。

在濺射制備CIG前驅薄膜時，由于銦和鎵都是熔點較低的金屬，無法直接制備出性能穩(wěn)定和結構均勻的CIG合金靶材，因此需要同時采用銅鎵合金靶材和銦靶材或者同時采用銅鎵合金靶材和銅銦合金靶材來進行濺射沉積。而在制備過程中，銅鎵合金靶材的濺射利用率并不高，需對靶材中剩余的銅鎵合金進行回收處理，以避免資源浪費。

濕法冶金中常用的酸浸法不適用于銅鎵的回收。鹽酸和硫酸對銅的浸出效果很差，而且浸出時間較長；硝酸浸出會產生大量的有害氣體；用氧化酸浸出需消耗大量的雙氧水，且浸出時間較長。

為此，亟需尋求一種能有效回收銅鎵合金靶材中的銅和鎵的方法。

發(fā)明內容

為解決上述現(xiàn)有技術中存在的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種從銅鎵合金靶材中回收銅鎵的裝置和方法。結合使用本發(fā)明的裝置和方法可直接電解回收廢棄銅鎵合金靶材中的銅和鎵，操作簡便，電解回收的電流效率高達95％以上，銅和鎵的回收率均大于98％，且回收所得的銅粉和鎵粉的純度均大于99％。

為實現(xiàn)其目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種從銅鎵合金靶材中回收銅鎵的裝置，其包括低位槽、高位槽和電解槽，所述高位槽與所述電解槽連接，所述電解槽與所述低位槽連接，所述低位槽與所述高位槽連接，所述電解槽上設有陽極板和陰極板，所述電解槽上還設有與所述陽極板和陰極板接觸的金屬電極，所述陽極板由金屬籃和放置于所述金屬籃內的銅鎵合金靶材構成。

優(yōu)選地，所述電解槽的前端設有進液口，所述電解槽的后端設有溢流口和排液口，且所述溢流口設于所述排液口的上方；所述電解槽的溢流口和排液口與所述低位槽的進液口連接，所述低位槽的排液口通過循環(huán)泵與所述高位槽的進液口連接，所述高位槽的排液口與所述電解槽的進液口連接。溢流口可防止電解槽中的電解液過滿而外溢，提高電解安全性。

優(yōu)選地，所述金屬籃為鈦籃，所述金屬電極為銅電極，所述陰極板為鈦板。

優(yōu)選地，所述陽極板和陰極板的兩側設有掛耳，所述陽極板和陰極板通過其掛耳架置于所述電解槽的前端。

優(yōu)選地，所述陽極板和陰極板通過其一側的掛耳與所述金屬電極接觸。如此，可使所述陽極板和所述陰極板分別與電源的正極和負極連接，從而實現(xiàn)電解。

進一步地，與所述金屬電極接觸的所述陰極板的掛耳的兩側面上設有銅片。由此，可增大陰極與銅電極的接觸面積，從而提高陰極板與銅電極的導電性能。