[發明專利]一種火法回收氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的方法

有效

• 申請號: 202110962080.9
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113652559B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 徐亮;趙卓;姚東;田勇攀;張福元;張楷;張曉峰;吳俊
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22B58/00
• 分類號: C22B58/00;C22B7/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 于婉萍;平靜

本發明公開了一種火法回收氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的方法，屬于有色金屬冶金技術領域。本發明的方法包括以下步驟：在常壓惰性氣氛保護條件下對氮化鎵廢料進行高溫煅燒，使之發生熱分解直接獲得金屬鎵產品，反應后對反應產物進行淬火冷卻，回收金屬鎵。采用本發明的技術方案能夠一步獲得金屬鎵產品，整個過程不產生廢水、廢氣、廢渣，鎵的回收率高，工藝簡單、成本低、對環境友好；同時，能夠有效實現氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的高效回收。

技術領域

本發明屬于有色金屬冶金技術領域，更具體地說，涉及一種火法回收氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的方法。

背景技術

氮化鎵（GaN）因其具備禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和飄逸速率高和抗輻射能力強等優越性能，在固態光源、電子電力以及微波射頻器件等方面應用廣泛，其產品涵蓋半導體照明、移動通信、能源互聯網、高速軌道交通、新能源汽車及消費類電子產品等領域。隨著產品的更新換代，我國含氮化鎵的廢渣量也在逐年劇增，由于鎵屬于稀散金屬，每年的產量有限，含氮化鎵的產品中還含有銦、金、銀、銅、錫等有價金屬，隨意的堆放會造成資源的嚴重浪費。

然而，含氮化鎵的產品廢棄后產生的廢渣仍未引起足夠的重視，通常采用的處理方法為傳統的填埋法或者焚燒法，不僅沒有良好的效果，還會給環境和人類帶來巨大負擔。因此，對氮化鎵進行處理高效回收其中的金屬鎵，對于資源的二次利用及保護環境尤為重要。目前，針對在其他廢料中回收金屬鎵的研究相對較多，而從氮化鎵廢料中回收金屬鎵的研究較少，且現有公開的處理方法都或多或少存在流程復雜、回收效率低、試劑消耗量大、成本高、產生廢氣粉塵污染等問題，急需一種開發操作簡單、成本低、鎵提取率高、對環境友好的氮化鎵廢料處理工藝技術，從而實現氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的短流程高效回收。

經檢索，中國專利申請號為：201410785130.0，申請日為：2014年12月17日，發明創造名稱為：一種氮化鎵芯片生產廢料中回收鎵、金的方法。該申請案的方法為將氮化鎵芯片生產廢料經過破碎，將獲得的含有鎵、金成分的顆粒物進行真空冶金分離，使物料中的含鎵化合物分解，金屬鎵、金蒸發，然后冷凝，回收得到單質鎵和金。

又如，中國專利申請號為：201410789418.5，申請日為：2014年12月17日，發明創造名稱為：從廢舊氮化鎵基發光二極管中回收鎵的方法。該申請案中通過將廢舊氮化鎵基發光二極管經過熱解，再通過壓碎-篩分、研磨-篩分得到廢舊氮化鎵基發光二極管的芯片富集體，將含有鎵的芯片富集體進行真空冶金分離，回收得到單質鎵。

上述兩個申請案中均是采用火法回收氮化鎵中的金屬鎵，其工藝步驟中都經過高溫處理，將使金屬鎵充分蒸發進入氣相，再進一步在冷凝器中冷凝回收金屬鎵。雖然整體工藝流程較短、分離效率也相對較高，但是其涉及真空條件下的高溫操作，不僅能耗較大，且對設備要求高，回收成本較高，不利于工業化推廣應用。

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、能耗較高及回收成本較高的問題，提供了一種火法回收氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的方法。采用本發明的技術方案能夠有效解決上述問題，且無需進行高壓處理，在常壓下即可實現氮化鎵廢料中鎵的高效回收，設備簡單，操作便捷，回收率高。

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：

本發明的一種火法回收氮化鎵廢料中稀散金屬鎵的方法，包括如下步驟：

（1）將氮化鎵廢料研磨成粉末狀，并進行干燥脫水；

（2）將步驟（1）中處理的氮化鎵粉末置于耐高溫坩堝中，然后再將裝有氮化鎵廢料的坩堝置于密閉管式爐中；

（3）升高管式爐的溫度對原料進行預熱，并反復進行抽真空-充惰性保護氣體的操作；