[發明專利]一種酸法處理氮化鎵廢料制備氧化鎵的方法

有效

• 申請號: 202110960640.7
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113666409B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 趙卓;徐亮;熊延杭;田勇攀;張福元;張楷;何錦東;徐猛猛
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 于婉萍;平靜

本發明公開了一種酸法處理氮化鎵廢料制備氧化鎵的方法，屬于有色金屬冶金技術領域。本發明通過在常壓條件下，向酸性體系中加入氧化劑和含氯鹽先對氮化鎵廢料進行氧化浸出，使鎵發生溶解進入浸出液，而氮則被氧化為對環境友好的N₂進入氣相，實現鎵和氮兩種元素的有效分離；然后對含鎵浸出液進行中和，使鎵以Ga(OH)₃形式沉淀析出，并進一步煅燒得到氧化鎵(β?Ga₂O₃)產品。采用本發明的技術方案能夠有效對穩定的氮化鎵廢料進行處理，最終得到氧化鎵(β?Ga₂O₃)產品，整個流程不涉及高溫高壓處理，且流程較短，試劑消耗量較少、回收率高、成本低，且不會產生廢氣廢水，對環境友好。

技術領域

本發明屬于有色金屬冶金技術領域，更具體地說，涉及一種酸法處理氮化鎵廢料制備氧化鎵的方法。

背景技術

隨著氮化鎵材料的不斷研制發展，光電子、微電子行業的不斷發展，以及電子科技產品更新換代速度的加快，越來越多的含氮化鎵材料的產品被(或將被)淘汰成為含氮化鎵廢棄物。含氮化鎵廢棄物主要來自：(1)大屏幕、車燈、交通燈等領域；(2)半導體照明領域；(3)數字化存儲技術領域；(4)用于軍用和民用無線通信的氮化鎵基高溫、高頻、高功率微波器件以及用于軍用的氮化鎵基光電探測領域。這些含氮化鎵廢棄物若被隨意丟棄，將占用大量的土地資源，并且造成貴重稀有金屬鎵的浪費。由此，如何有效處理含氮化鎵廢棄物，并高效回收金屬鎵，成為一個值得關注的熱點問題。

經檢索，關于氮化鎵的回收處理已有相關專利公開，如，中國專利申請號為：201810297694.8，申請日為：2018年3月30日；發明創造名稱為：一種從含難溶鎵化合物廢料中回收鎵的方法。該申請案公開了的方法為：首先對鎵化合物廢料粉末進行氯化焙燒，使之轉變為易溶于水的氯化物，然后用水或酸溶液對焙砂進行浸出，獲得酸性的含鎵溶液，最后對該溶液進行電解，在陰極獲得金屬鎵產品。該工藝具有對原料適應性強、金屬鎵產品純度高等優點，但氯化焙燒過程鎵損失大，且酸性浸出液中氫離子濃度高，電解時與鎵在陰極競爭放電析出，導致電解沉積過程電流效率偏低。

又如，中國申請號為：201110254663.2，申請日為：2011年8月31日，發明創造名稱為：廢舊二極管中鍺、鎵、銦、硒的回收方法。該申請案中公開的回收方法包括以下步驟：(1)將廢舊二極管破碎；(2)分離塑料粉末與金屬粉末；(3)將金屬粉末氧化焙燒；(4)將氧化焙燒所得產物用酸溶解后，加入鋅粉，置換得到鍺、鍺、鎵、銦單質，并回收硒；(5)將所得金屬單質在氯氣或者氯化氫氛圍中進行焙燒，根據氯化產物冷凝溫度的不同實現鍺、鎵、銦元素的分離，以回收氯化鋅、氯化銦、氯化鎵、氯化鍺物質，同時過程中剩余的氣體用堿液吸收。雖然采用該申請案的技術方案在一定程度上能夠對廢舊二極管中的鎵元素及其他金屬進行回收，但是，該方法本身耗能較高，且回收過程中需要用到氯氣，廢氣和粉塵容易造成環境污染，不適于工業化生產。

發明內容

1.要解決的問題

本發明的目的在于克服現有工藝處理氮化鎵廢料時存在的工藝流程長、試劑消耗量大、鎵回收率低，且廢氣粉塵對環境污染較大等問題，提供了一種酸法處理氮化鎵廢料制備氧化鎵的方法。采用本發明的技術方案能夠有效解決上述問題，無需高溫、高壓等嚴苛的反應條件即可實現難溶氮化鎵廢料的高效浸出，并通過中和和焙燒直接獲得純度較高的氧化鎵產品，流程短、效率高，且環保。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

本發明的一種酸法處理氮化鎵廢料制備氧化鎵的方法，包括以下步驟：

(1)配制酸溶液，創建酸洗體系；

(2)將干燥、研磨處理后的氮化鎵廢料粉末加入配制好的酸溶液中，獲得混合料漿；