CN1035484C

CN1035484C - 一种从含镓的钒渣中提取镓的方法

Info

Publication number: CN1035484C
Application number: CN92109781A
Authority: CN
Inventors: 李宏; 周荣章; 李景捷; 王万军; 林晓红
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2007-08-28
Also published as: CN1083536A

Abstract

本发明为从含镓的钒渣中提取镓的方法。含镓的钒渣经氧化焙烧或吹氧熔融处理后，在碱溶液中压煮浸出钒和镓。浸出液冷却后沉淀分离钒，母液返回使用，定期抽取母液提镓。滤出的渣经水洗得到含钒和镓的水溶液，可与浸出液合并处理回收镓。冷却沉淀水合钒酸盐时共沉淀的镓，可在精制V₂O₅过程中回收。本发明开拓新资源提镓，方法合理，经济可行，钒渣中镓回收率为80%左右。

Description

一种从含镓的钒渣中提取镓的方法

本发明属于从含有用金属元素的铁矿中提取有用金属的方法，即从含钒、镓共生铁矿石冶炼过程生成的氧化渣中提取镓的方法。

镓是一种稀散金属，主要用于半导体材料、太阳能电池、激光材料等方面。作为高技术产品的支柱原料，其重要性显而易见。现在全世界年产镓50-60吨，估计今后对镓的需求还要增加。由于镓资源存在地区偏析和逐渐枯竭等问题，所以需要开拓镓的新来源。

目前，镓都是从含镓铝土矿、闪锌矿及含镓废料中生产的。其中的90％以上是从氧化铝生产过程中回收得到的。这类铝土矿含镓约0.003～0.010％，使用拜耳法(压煮铝土矿浸出铝)或烧结法(铝土矿混加Na₂CO₃及CaO烧结后浸出铝)处理，原料中60-85％的镓进入铝酸钠溶液，在沉淀分离铝后，母液返回浸出流程，镓在母液里得以富集，再定期抽取部分返回母液提取镓。由闪锌矿及含镓废料回收镓，工艺有所不同，但最终也是使镓溶于碱溶液中再由碱溶液提取镓。

本发明所研究的含镓的钒渣，镓含量高于铝土矿，为0.010～0.030％，但迄今为止没有经济可行的回收方法，仅用于提钒，镓资源白白流失。

本发明目的是从含镓的钒渣中提取镓，利用碱液浸出80％的镓，从碱液中提镓，同时，利用水溶解其沉淀物，通过调节溶液PH值，分离和提取镓。从而提高镓的回收率，开拓镓的新资源，综合利用含钒、镓共生铁矿。

本发明的内容是，含镓的钒渣经过氧化焙烧或吹氧熔融处理后，其主要化学成分及指标为：Ga＝0.005～0.04％，T·Fe＝10-60％，SiO₂＝5～20％TiO₂＝0～20％，MnO＝0～15％，Al₂O₃＝0～10％CaO+MgO+Na₂O+BaO＝0～30％、钒以V₂O₅计算为5-30％，其中的FeO/T·Fe＜0.10，T·Fe表示炉渣中的含铁量，表示渣中的低价氧化铁FeO和高价氧化铁Fe₂O₃总含量，则FeO/T·Fe就表示FeO/FeO+Fe₂O₃将其破碎至颗粒度＜0.147mm，按照渣水质量比，W渣/W水≤1的比例，置于碱

水质量比，W_MOH/W_水＝0.05～0.60(MOH为溶液中各种碱金属氢氧化物之和)、碱金属碳酸盐可部分代替碱金属氢氧化物。其代用比

( 为溶液中各种碱金属碳酸盐之和)的溶液中，升温至100-250℃浸入，保温一小时，可将镓和钒浸出到碱溶液中，滤出残渣，得到含镓的钒酸盐溶液，冷却后，沉淀其中的钒，使含镓母液返回浸出过程。母液循环使用，镓在其中逐渐富集，从而可定期抽取部分母液，去提取镓，母液经室温冷却，分离出含镓的水合酸盐共沉淀，用适量的水溶解其镓和钒的共沉淀物，将溶液的PH值调至7-8，沉淀出氧氧化镓，分离回收镓，分离后的溶液用于提取V₂O₅．渣破碎至颗粒度＜0.147mm。

本发明可将滤出的残渣经水洗，溶解粘附在渣颗粒上的可溶性钒和镓，收得的含钒和镓的水溶液可反复用于洗涤滤出渣，并用于补充浸出过程所需的水，从而其中的镓和钒也得以回收。

本发明沉淀分离浸出液中钒的同时，浸出液中镓的80％左右留在了母液中，与钒共沉淀的20％左右的镓，可在其后用氨沉淀法精制V₂O₅的过程中回收，即用适量的水溶解沉淀物并凋整溶液PH=7-8时．镓即沉淀下来得以回收，不妨碍精制V₂O₅的操作。

本发明的优点是，开拓了一种镓的新资源二镓的生产可与钒的生产并行，互不妨碍二技术上可行-方法合理，经济；钒渣中的镓可回收70--80％，资源得以利用。

本发明实施方案1为选用的钒渣经吹氧熔融处理后，主要成分及指标为：Ga＝0.011-0.017％，T·Fe=37.98-55.53％，SiO₂=5.88～11.25％。TiO₂＝3.20～7.65％，MnO=3.18～5.94％，Al₂O₃＝0.98～2.30％。CaO+MgO=3.27-27.65％，钒以V₂O₅计算为8.51-12.00％，FeO/T·Fe＝0.033～0.391。渣破碎至＜0.147mm，按照渣水质量比W渣/W水＝0.2的比例，在碱水质量比W_MOH/W水=0.35的溶液中浸出，升温至200℃。保温半小时，根据浸出液中的浓度计算得知，渣中FeO/T·Fe＞0.1时，镓浸出率仅为10％左右：当渣中FeO/T·Fe＜0.1时，镓浸出率直线上升，镓浸出率最高达70％，钒浸出率也＞90％。将滤出的残渣水冼一遍，根据渣烘干后的分析结果计算，镓还可以洗出10％以上。表明镓总浸出率可达80％左右。

本发明实施方案2为，选用的钒渣经氧化焙烧后，主要成分及指标在实施方案1范围内。按实施方案1条件漫出，结果大致相同。

本发明实施方案3为，经氧化焙烧和吹氧熔融处瑶后所得FeO/T·Fe＞0.05的钒渣(成分在实施方案1范围内)，按W渣/W水=0.04-0.2的比例、在W_MOH/W水=0.15-0.35、的溶液中，升温至100-250℃浸出，保温时间≤1小时。结果表明，条件组合适当，钒浸出率可达90％以上，镓浸出率可达70％。

本发明实施方案4的原料为实施方案1-3的含钒和镓的碱浸液(含V＞20mg/ml、含Ga＞10mg/ml)在25℃左右时，稍加搅拌，即生成水合钒酸盐沉淀。静置3小时后过滤，分析液体中Ga浓度的变化，结果是Ga沉淀率为14-21％。用适量的水溶解钒和镓的共沉淀物，按铵盐沉淀钒法所要求，将水溶液PH值调整至7-8，即产生白色的氢氧化镓沉淀。可过滤回收。

Claims

1、一种从含镓的钒渣中提取镓的方法，其特征在于将含镓的钒渣经过氧化焙烧或吹氧熔融处理后，其主要成分Ga=0.005～0.04％，T·Fe=10-60％，SiO₂=5～20％，TiO₂=0～20％。MnO=0～15％。Al₂O₃=0～10％，CaO+MgO+Na₂O+BaO=0～30％，钒以V₂O₅计算为5-30％，FeO/T·Fe<0.1，再将该渣破碎至颗粒度至＜0.147mm，按照渣水质量比W渣/W水≤1的比例，置于碱，水质量比W_MOH/W_水＝0.05～O.60的碱溶液中，将其升温至100～250℃，保温1小时以内，将镓和钒浸出到碱溶液中，得到含镓的钒酸盐溶液，将其冷却至室温以下，获得含镓和水合钒酸盐的共沉淀，母液含镓，返回使用，定期取出母液提镓，用水洗滤出的残渣进一步溶解回收溶性的镓和钒；定期取出母液经室温冷却，分离出含镓的水合钒酸盐共沉淀。用适量水溶解镓和钒的共沉淀物，将溶液的PH值调正至7-8，沉淀出氢氧化镓，分离回收镓。

2、根据权利要求1所述的提镓方法，其特征在于用碱金属碳酸盐可部分代替碱金属氢氧化物，其代用比。

3、根据权利要求1所述提取镓的方法其特征在于，选用经氧化焙烧或吹氧熔融处理所得钒渣主要成分为：Ga=0.011～0.017％，T·Fe=37.98-55.53％，SiO₂=5.88～11.25％，TiO₂=3.20～7.65％，MnO=3.18～5.94％，Al₂O₃＝0.98～2.30％，CaO+MgO=3.27～27.65％，钒以V₂O₅计算为8.51-12.00％按照W_渣/W_水＝0.2的比例，置于W_MOH/W_水=0.35的碱溶液中浸出，升温至200℃，保温半小时。

4、根据权利要求2所述提取镓的方法，其特征在于，选用经氧化焙烧或吹氧熔融处理所得FeO/T·Fe值＜0.05的钒渣在碱溶液中浸出时，W渣/W水=0.04-0.2，W_MOH/W_水=0.15-0.35，，保温至100-250℃，保温时间在1小时以内。