CN104745841A - 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法 - Google Patents

一种从粉煤灰中提取金属镓的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104745841A
CN104745841A CN201510169084.6A CN201510169084A CN104745841A CN 104745841 A CN104745841 A CN 104745841A CN 201510169084 A CN201510169084 A CN 201510169084A CN 104745841 A CN104745841 A CN 104745841A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gallium
hydrochloric acid
flyash
concentration
tributyl phosphate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510169084.6A
Other languages
English (en)
Inventor
班俊生
任俊涛
胡雪丽
赵红岩
席瑜恒
李亚平
刘军强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tafelberg Bo Maite Science And Technology Ltd
Original Assignee
Tafelberg Bo Maite Science And Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tafelberg Bo Maite Science And Technology Ltd filed Critical Tafelberg Bo Maite Science And Technology Ltd
Priority to CN201510169084.6A priority Critical patent/CN104745841A/zh
Publication of CN104745841A publication Critical patent/CN104745841A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种从粉煤灰中提取金属镓的方法：包括以下顺序和步骤：a)将盐酸和粉煤灰反应，得到含镓的盐酸浸出液；b)调整盐酸酸度和氯根离子的浓度，将盐酸浸出液通过磷酸三丁酯纤维柱进行镓的吸附；c)使用稀盐酸解脱液进行洗脱；d)向洗脱液中加入氢氧化钠溶液进行反应，得到含镓的偏铝酸钠溶液，过滤生成的沉淀，以除去溶液中的铁；e)向含镓的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳进行碳酸化，得到镓和铝的质量比大于1：30的铝镓复盐；f)将复盐加入氢氧化钠溶液中进行反应，得到含镓铝的碱溶液；g)对含镓铝的碱溶液进行电解，得到金属镓。与现有技术相比较，本发明方法简便，镓的回收率高，成本低。

Description

一种从粉煤灰中提取金属镓的方法
技术领域
本发明涉及一种从粉煤灰中提取金属镓的方法，尤其适用于使用盐酸浸取在酸性溶液和一定氯酸根存在下提取金属镓。
背景技术
镓是一种很重要的稀散金属，用途广泛，特别是砷化镓主要用作半导体材料，其用量占99％。目前镓在国际市场上的价格极高，市场前景看好。但是镓的储量较少，在地壳中的含量约占万分之一点五，几乎不形成矿物，通常以类质同晶的形式进入其他矿物，因此对它的提取相当困难。我国有较为丰富的镓资源，它们产于铝土矿的伴生镓占50％以上，其次为钼、煤、铜、铅锌和铁矿中的伴生矿产，因此提取镓的重要原料是锌的硫化物矿、铝矾土矿和粉煤灰。目前，世界上90％的镓是从以铝土矿为主要原料的氧化铝工业的副产物中得到的，约10％是从湿法炼锌渣中回收的，从粉煤灰中提取镓的报到很多，但大多很难推广应用。
近年的研究表明，在一些地区的粉煤灰中镓含量很高，达到甚至超过矿床水平。已有的研究证实，粉煤灰中镓的含量一般为12-230μg/g，与其它资源中的镓含量相比，具有较高的提取价值，可以作为一种提取金属镓的原料。
专利200810051209.5“从粉煤灰中提取金属镓的方法”公开了一种由粉煤灰提取氧化铝同时提取镓的方法。该方法是通过酸溶、碱溶来获得含偏铝酸钠溶液，再经分步碳分-氢氧化钠溶解法富集分离镓。
专利CN101284668A公开了“一种从高铝粉煤灰中提取二氧化硅、氧化铝及氧化镓的方法”，该方法是将粉煤灰提取氧化硅后得到的残渣经处理后得到含镓偏铝酸钠溶液，以此作为分离富集镓的母液，然后采用分步碳分-氢氧化钠溶解法和树脂吸附法进行镓的富集。
专利CN101117662A公开了“一种生产镓联产氧化铝的方法”，该专利将粉煤灰处理后，得到含镓偏铝酸钠溶液，然后采用拜尔法溶出系统富集镓，再采用螯合树脂树脂吸附的方法进一步分离富集镓。
专利CN101130835A公开了“一种提取镓的生产方法”，以粉煤灰生产氧化铝过程中得到的中间产物碳分母液为原料，经与碳酸氢钠反应和彻底碳酸化后，得到镓精矿。
此外，赵毅等报道了“从粉煤灰中分离镓的实验研究”(华北电力技术，1998年，No.1，Page35-37)，研究表明，将粉煤灰与石灰石烧结、经碳酸钠溶液浸出后得到的含镓偏铝酸钠溶液，可以作为分离富集镓的母液，通过分步碳酸化-氢氧化钠溶解的方法镓实现镓的提取。以上专利和文献均采用提取过程中得到的碳分(或种分)母液为原料进行镓的分离富集，即提取镓的母液均是含镓的偏铝酸钠溶液。
王英滨等人报道了“泡沫塑料吸附法从粉煤灰中提取金属镓的实验研究”(中国化学会第26届学术年会论文集，2008年7月)，采用酸性的含镓氯化铝溶液为原料，采用泡沫塑料吸附的方法提取镓。此酸性含镓氯化铝溶液是将粉煤灰与碳酸钠在高温烧结，然后与盐酸反应得到的。
专利CN101255504A公开了“从粉煤灰和煤矸石中提取镓的生产工艺”，采用吸附柱吸附的方法从含镓氯化铝溶液中提取镓，其使用的含镓氯化铝溶液也是将粉煤灰与碳酸钠混合煅烧，经水浸、碳分，再与盐酸反应制得的。
专利CN101864525A公开了“一种由粉煤灰提取镓的方法”，将粉煤灰与盐酸反应制得含镓氯化铝溶液，采用大孔型阳离子树脂柱进行镓的吸附的方法从含镓氯化铝溶液中提取镓。
何佳振等报道了“从粉煤灰中回收金属镓的工艺研究”(科学研究，2002年，No.5，Page23-26)，将粉煤灰不经高温煅烧而是直接与盐酸反应，得到含镓氯化铝溶液，经树脂吸附提取镓。由于该方法中粉煤灰与盐酸反应温度较(60℃)，使得镓的浸出率较低(35.2％)；另外，该方法采用的树脂为萃淋树脂(Cl-TBP)，其作用原理与溶剂萃取的机理相似，是将萃取剂的活性基团与树脂共聚固化得到的，由于固化的活性基团不足，树脂的吸附效率较低，切采用树脂进行吸附生产成本较高。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种使用盐酸浸取粉煤灰中的镓，在酸性溶液和一定氯酸根存在下使用磷酸三丁酯纤维柱富集提取镓的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种从粉煤灰中提取金属镓的方法，包括以下顺序和步骤：
a)将盐酸和粉煤灰反应，得到含镓的盐酸浸出液。
b)调整盐酸酸度和氯根离子的浓度，将盐酸浸出液通过磷酸三丁酯纤维柱进行镓的吸附。
c)使用稀盐酸解脱液进行洗脱。
d)向洗脱液中加入氢氧化钠溶液进行反应，得到含镓的偏铝酸钠溶液，过滤生成的沉淀，以除去溶液中的铁。
e)向含镓的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳进行碳酸化，得到镓和铝的质量比大于1：30的铝镓复盐。
f)将复盐加入氢氧化钠溶液中进行反应，得到含镓铝的碱溶液。
g)对含镓铝的碱溶液进行电解，得到金属镓。
进一步，本发明a)中采用盐酸的浓度为20-37wt％，浸出温度为20-100℃，反应压力为常压，浸出时间4-8小时。
进一步，本发明b)中采用的浸出液盐酸浓度为10-20wt％，CL-浓度5-7mol/L。
进一步，本发明b)中采用的磷酸三丁酯纤维柱的制备为，取200g纤维或纤维织物加入磷酸三丁酯20g和四氯化碳溶液200mL混合后的溶液中，反复挤压均匀后，取出风干，装入直径20mm、长40cm的玻璃管中，用玻璃棒压紧，制成吸附柱长30cm，用HCl20wt％检查流速为20-50mL/min。使用时用胶管与漏斗连接。
进一步，本发明b)中采用的纤维可以是晴纶纤维、涤纶纤维、棉纤维或醋酸纤维，或者它们中的两种以上组成的混纺纤维。
进一步，本发明b)中采用的稀盐酸解脱液浓度为1-5wt％，解脱液用量为2-4倍纤维柱体积。
进一步，本发明c)中采用的氢氧化钠溶液的浓度为180-240g/L，用量为1-2解脱液体积。
本发明的有益效果：与现有技术相比较，本发明方法简便，镓的回收率高，成本低。
具体实施方式
本发明结合以下实施例作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
实施例1
取2000g粉煤灰(含镓0.21％)放入10L烧杯中，加入6L浓度为35-37wt％的盐酸，加热到90-95℃，反应6小时，中间搅拌3次。采用抽滤装置进行抽虑，对得到的滤液进行测定，镓的浸出率为92.5％，滤液酸度为3.6mol/L,Cl-为7.5mol/L。
将滤液倒入连接有磷酸三丁酯纤维柱漏斗中进行上柱吸附，流速为20-50mL/min。待漏斗中的滤液全部流净后，使用盐酸氯化钠溶液盐酸洗液100mL冲洗磷酸三丁酯纤维柱。
冲洗后的磷酸三丁酯纤维柱使用5wt％稀盐酸解脱液100mL在室温下进行解脱，得到含镓35.3g/L的解脱液，镓的回收率90.8％。
向洗脱液中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，经过虑除去氢氧化铁沉淀，得到含镓17.9g/L富镓的偏铝酸钠溶液。
在65℃下，向含镓的偏铝酸钠溶液以80mL/min的速度通入适量二氧化碳进行碳酸化，控制反应终点PH值为9.8，得到镓和氧化铝的质量比为1:28的铝镓复盐。
向得到的铝镓复盐中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，以铂电极为阴阳极，电解电流200mA/L，电解电压4V,槽温为40℃进行电解，经检测得到99.9％的金属镓。
实施例2
取2000g粉煤灰(含镓0.21％)放入10L烧杯中，加入4L浓度为35-37wt％的盐酸，加热到90-95℃，反应6小时，中间搅拌3次。采用抽滤装置进行抽虑，对得到的滤液进行测定，镓的浸出率为90.1％，滤液酸度为1.2mol/L,Cl-为5.8mol/L。
将滤液倒入连接有磷酸三丁酯纤维柱漏斗中进行上柱吸附，流速为20-50mL/min。待漏斗中的滤液全部流净后，使用盐酸氯化钠溶液盐酸洗液100mL冲洗磷酸三丁酯纤维柱。
冲洗后的磷酸三丁酯纤维柱使用5wt％稀盐酸解脱液100mL在室温下进行解脱，得到含镓33.8g/L的解脱液，镓的回收率89.2％。
向洗脱液中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，经过虑除去氢氧化铁沉淀，得到含镓17.1g/L富镓的偏铝酸钠溶液。
在65℃下，向含镓的偏铝酸钠溶液以80mL/min的速度通入适量二氧化碳进行碳酸化，控制反应终点PH值为9.8，得到镓和氧化铝的质量比为1:25的铝镓复盐。
向得到的铝镓复盐中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，以铂电极为阴阳极，电解电流200mA/L，电解电压4V,槽温为40℃进行电解，经检测得到99.9％的金属镓。
实施例3
取2000g粉煤灰(含镓0.21％)放入10L烧杯中，加入2L浓度为35-37wt％的盐酸，加入2L浓度为95wt％的硫酸酸加热到90-95℃，反应6小时，中间搅拌3次。加入氯化钠120g溶解，采用抽滤装置进行抽虑，对得到的滤液进行测定，镓的浸出率为92.3％，滤液酸度为2.1mol/L,Cl-为6.6mol/L。
将滤液倒入连接有磷酸三丁酯纤维柱漏斗中进行上柱吸附，流速为20-50mL/min。待漏斗中的滤液全部流净后，使用盐酸氯化钠溶液盐酸洗液100mL冲洗磷酸三丁酯纤维柱。
冲洗后的磷酸三丁酯纤维柱使用5wt％稀盐酸解脱液100mL在室温下进行解脱，得到含镓34.5g/L的解脱液，镓的回收率89.0％。
向洗脱液中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，经过虑除去氢氧化铁沉淀，得到含镓17.1g/L富镓的偏铝酸钠溶液。
在65℃下，向含镓的偏铝酸钠溶液以80mL/min的速度通入适量二氧化碳进行碳酸化，控制反应终点PH值为9.8，得到镓和氧化铝的质量比为1:23的铝镓复盐。
向得到的铝镓复盐中加入200g/L的氢氧化钠溶液100mL，搅拌使其充分反应，以铂电极为阴阳极，电解电流200mA/L，电解电压4V,槽温为40℃进行电解，经检测得到99.9％的金属镓。

Claims (7)

1.一种从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：包括以下顺序和步骤：
a)将盐酸和粉煤灰反应，得到含镓的盐酸浸出液。
b)调整盐酸酸度和氯根离子的浓度，将盐酸浸出液通过磷酸三丁酯纤维柱进行镓的吸附。
c)使用稀盐酸解脱液进行洗脱。
d)向洗脱液中加入氢氧化钠溶液进行反应，得到含镓的偏铝酸钠溶液，过滤生成的沉淀，以除去溶液中的铁。
e)向含镓的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳进行碳酸化，得到镓和铝的质量比大于1：30的铝镓复盐。
f)将复盐加入氢氧化钠溶液中进行反应，得到含镓铝的碱溶液。
g)对含镓铝的碱溶液进行电解，得到金属镓。
2.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的步骤a)中所述盐酸的浓度为20-37wt％。
3.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的步骤b)中盐酸浸出液中盐酸的浓度为10-20wt％，盐酸浸出液中CL-浓度5-7mol/L。
4.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的步骤b)中磷酸三丁酯纤维柱的制备为，将磷酸三丁酯1份和四氯化钛10份混合，得到磷酸三丁酯四氯化钛溶液，取一份磷酸三丁酯四氯化钛溶液加入一份的的纤维，反复挤压均匀后，取出风干，装入直径20mm、长40cm的玻璃管中，用玻璃棒压紧，制成吸附柱长30cm，用HCl 20wt％检查流速为20-50mL/min。使用时用胶管与漏斗连接。
5.根据权利要求4所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的磷酸三丁酯纤维柱的制备的纤维采用晴纶纤维、涤纶纤维、棉纤维或醋酸纤维，或者它们中的两种以上组成的混纺纤维。
6.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的步骤c)中采用的稀盐酸解脱液浓度为1-5wt％，解脱液用量为2-4倍纤维柱体积。
7.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取金属镓的方法，其特征在于：所述的步骤d)中采用的氢氧化钠溶液的浓度为180-240g/L，用量为1-2解脱液体积。
CN201510169084.6A 2015-04-10 2015-04-10 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法 Pending CN104745841A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510169084.6A CN104745841A (zh) 2015-04-10 2015-04-10 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510169084.6A CN104745841A (zh) 2015-04-10 2015-04-10 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104745841A true CN104745841A (zh) 2015-07-01

Family

ID=53586088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510169084.6A Pending CN104745841A (zh) 2015-04-10 2015-04-10 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104745841A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105170108A (zh) * 2015-10-19 2015-12-23 辽宁大学 一种稻壳纤维素吸附剂及其制备方法和应用
CN106986361A (zh) * 2017-04-17 2017-07-28 中国神华能源股份有限公司 一种酸法提取粉煤灰中氧化铝过程中的铝镓分离方法
CN109182787A (zh) * 2018-11-01 2019-01-11 中南大学 一种提高含锗、镓物料中锗、镓浸出率的方法
CN112320831A (zh) * 2020-10-19 2021-02-05 神华准能资源综合开发有限公司 一种粉煤灰制备氯化铝结晶协同产出金属镓的方法
CN115261626A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 广东先导稀材股份有限公司 常压下从含镓锌物料中回收金属镓的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101864525A (zh) * 2010-04-27 2010-10-20 中国神华能源股份有限公司 一种由粉煤灰提取镓的方法
CN103805785A (zh) * 2013-12-30 2014-05-21 中国神华能源股份有限公司 从粉煤灰中回收镓的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101864525A (zh) * 2010-04-27 2010-10-20 中国神华能源股份有限公司 一种由粉煤灰提取镓的方法
CN103805785A (zh) * 2013-12-30 2014-05-21 中国神华能源股份有限公司 从粉煤灰中回收镓的方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105170108A (zh) * 2015-10-19 2015-12-23 辽宁大学 一种稻壳纤维素吸附剂及其制备方法和应用
CN106986361A (zh) * 2017-04-17 2017-07-28 中国神华能源股份有限公司 一种酸法提取粉煤灰中氧化铝过程中的铝镓分离方法
CN106986361B (zh) * 2017-04-17 2019-05-24 中国神华能源股份有限公司 一种酸法提取粉煤灰中氧化铝过程中的铝镓分离方法
CN109182787A (zh) * 2018-11-01 2019-01-11 中南大学 一种提高含锗、镓物料中锗、镓浸出率的方法
CN109182787B (zh) * 2018-11-01 2020-07-31 中南大学 一种提高含锗、镓物料中锗、镓浸出率的方法
CN112320831A (zh) * 2020-10-19 2021-02-05 神华准能资源综合开发有限公司 一种粉煤灰制备氯化铝结晶协同产出金属镓的方法
CN115261626A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 广东先导稀材股份有限公司 常压下从含镓锌物料中回收金属镓的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102154565B (zh) 一种由粉煤灰提取镓的方法
CN102191384B (zh) 一种由粉煤灰提取镓的方法
CN106282553B (zh) 稀土矿的冶炼分离方法
CN104745841A (zh) 一种从粉煤灰中提取金属镓的方法
CN105803226B (zh) 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土及铝的方法
CN105692659B (zh) 一种从粉煤灰中提锂的方法
CN103215463B (zh) 一种钙化转型-浸出分解氟碳铈矿的方法
CN113174480B (zh) 一种从含锂、铷、铯硅酸盐矿物中提取锂、铷、铯的方法
CN108893617B (zh) 一种从净化钴渣中高效分离和回收锌、钴的方法
CN105256156B (zh) 一种分解含氟稀土熔盐废渣的工艺
CN104018012A (zh) 一种从氯化铝溶液中提取镓的方法
CN109439930A (zh) 一种分解中低品位白钨矿的方法
CN105568003B (zh) 一种从白云鄂博尾矿中富集铌的方法
CN103849761A (zh) 一种低品位含锂粘土矿提锂方法
CN103818969B (zh) 氧化铁红及其制备方法
CN109354046A (zh) 一种利用蒸垢母液制备碳酸锂的方法
CN113512652B (zh) 一种从煤系固体废弃物中提取金属镓的方法
CN108529658B (zh) 一种从铝灰中回收氢氧化铝的方法
CN106834687A (zh) 一种氧化镧的提取纯化方法
CN106591579B (zh) 一种从红土镍矿中选择性提取镍、钴和铁的方法
CN105967222A (zh) 钢铁厂含锌烟尘湿法处理直接制备氧化锌的方法
CN105983707B (zh) 一种从含铼高砷铜硫化物中制备高纯铼粉的方法
CN104073651A (zh) 一种高铁三水铝石型铝土矿中铝和铁提取的方法
CN106629809B (zh) 一种提纯粗氧化钪的方法
CN110093514A (zh) 一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150701

RJ01 Rejection of invention patent application after publication