CN109208032A

CN109208032A - 一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法

Info

Publication number: CN109208032A
Application number: CN201811141820.7A
Authority: CN
Inventors: 邓涛; 付彦杰; 侯新常; 刘建辉; 蒋海萍
Original assignee: ZHEJIANG KEFEI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG KEFEI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，包括以下步骤：含镓碱性溶液由精密过滤设备过滤，得到的滤液经过旋流电解脱镓，得到液态金属镓进行收集，得到金属镓产品。本发明基于各金属离子理论析出电位的差异，通过旋流电解回收镓，即欲被提取的金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差，则电位较正的金属易于在阴极优先析出，其关键是通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素，避免了传统电解过程受多种因素离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、值等影响的限制，可以通过简单的技术条件生产出高质量的金属产品，通过本发明的方法，操作流程短、成本低，高效环保。

Description

一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法

技术领域

本发明涉及一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法。

背景技术

镓，元素符号为Ga，原子质量为69.72。金属镓的熔点仅为29.78±0.005℃，沸点为2403℃，是液态区间最长的物质。镓在自然界的元素丰度较低( 约为0.0015％左右)，并且在地壳中的分布极其分散，几乎没有形成具有工业开采价值的独立矿床，常以同晶型的杂质状态与铅土矿、黄铜矿、闪锌矿等矿物紧密共生。镓是一种对高科技产业发展极其重要的金属元素，镓与VA 族元素磷、砷等形成具有半导体性质的化合物，在光电器件上具有特殊的应用价值，广泛地应用于电子工业、仪器工业、催化剂、医学、冶金工业、材料科学等领域。

从含镓碱性溶液中提取回收镓时，石灰乳法提取镓存在原料消耗量大及后期产生大量的废渣，影响技术经济指标，而萃取法缺点在于萃取剂昂贵且萃取剂长期与强碱性铝酸钠溶液接触，溶解损失较大。

旋流电解技术是一项新型电解技术。目前该技术应用领域包括铜、锌、镍、钻、铅、金、银、贵金属及废水处理等多方面，在全世界拥有上百家用户。目前主要的传统电解镓存在电解液易出现浓差极化现象，造成槽电压升高，电耗增大，并且使阴极沉积质量恶化，并且传统镓电解生产现场环境会比较恶劣，现场会有腐蚀性气体；采用旋流电解技术，可以有效的消除浓差极化现象，降低槽电压，提高生产效率。并且通过旋流电解的方式可以更好地让液态金属镓富集，方便收集，提高作业率，而且由于旋流电解为密闭式电解，不会产生腐蚀性气体，从而对环境友好。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，通过本发明的方法，操作流程短、成本低，高效环保。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于含镓碱性溶液由精密过滤设备过滤，得到的滤液经过旋流电解脱镓，得到液态金属镓进行收集，得到金属镓产品。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于具体包括如下步骤：

1）含镓碱性溶液由精密压滤机过滤，除去杂质，滤渣收集，滤液用于进行下一步旋流电解操作；

2）步骤1）所得滤液作为电解液转入储液槽中，通过水泵将储液槽中的电解液打入循环槽中，所述的循环槽的进液口和出液口分别与旋流电解装置的出液口和进液口管路连接，形成内循环；电解液循环流过旋流电解装置进行旋流电解脱镓，析出液态金属镓，析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中，将镓收集槽中的液态金属镓回收，即得到金属镓产品。镓收集槽与旋流电解装置底部通接，由于液态金属镓的密度较大，电解过程中析出的液态金属镓沉降进入镓收集槽中，循环流动的电解液从旋流电解装置内部流过，避免液态金属镓粘附在旋流电解装置的内壁上，由此析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于含镓碱性溶液中，镓离子浓度为10~50g/L；所述含镓碱性溶液中，NaOH含量为50~150g/L。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）中，旋流电解脱镓的电流密度为400~1000A/m²，电解液的循环流速为500~1000L/h；当循环流过旋流电解装置的电解液中的镓离子浓度低于1 g/L时，旋流电解脱镓过程结束。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）中，旋流电解装置数量为多个，所述多个旋流电解装置串联，循环槽的出液口和第一个旋流电解装置的进液口管路连接，最后一个旋流电解装置的出液口和循环槽的进液口管路连接，形成内循环。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于进行旋流电解脱镓的温度为35~55℃。

所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）镓收集槽中的液态金属镓，采用室温的纯水洗涤至上清液的pH值为6.5~7.5，过滤，滤渣即为金属镓产品。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明为了防止杂质会对镓品质产生影响，在旋流电解前对镓溶液应进行精密过滤；

2）本发明电积采用旋流电解技术，并且严格控制电流和进液流量，有效提高分离和提纯质量；

3）本发明在旋流电解后，金属镓呈液态，经过镓收集槽进行统一收集，溶液返循环槽，经镓收集槽收集到得金属镓应进行纯水洗涤，洗涤在镓收集槽中进行，以洗去碱液及钠离子；

4）本发明通过便携式或模块组装，旋流电解槽及配套设备方便安装拆卸移址溶液闭路循环，没有有害气体的排放选择性的对金属进行电解沉积，应用旋流电解技术可以更好的提纯镓；较高的电流密度及电流效率，降低生产成本，提高企业效益对溶液进行高效、高纯度的电解提取；

5）本发明所用的旋流电解技术是基于各金属离子理论析出电位的差异，即欲被提取的金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差，则电位较正的金属易于在阴极优先析出，其关键是通过高速溶液流动来消除浓差极化等对电解的不利因素，避免了传统电解过程受多种因素离子浓度、析出电位、浓差极化、超电位、值等影响的限制，可以通过简单的技术条件生产出高质量的金属产品。采用旋流电解技术处理镓料液。槽电压较低，能够有效的消除溶液的浓差极化，处理成本低廉。整个处理过程为封闭式电解，环境友好。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1：

一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，包括如下步骤：

1）含镓碱性溶液中，NaOH浓度约为100g/L，镓离子浓度为3g/L。所述含镓碱性溶液由精密压滤机过滤，除去杂质，滤渣收集，滤液用于进行下一步旋流电解操作；

2）步骤1）所得滤液作为电解液转入储液槽中，通过水泵将储液槽中的电解液打入循环槽中，所述的循环槽的进液口和出液口分别与旋流电解装置的出液口和进液口管路连接，形成内循环；电解液在循环槽与旋流电解装置之间循环流动，其中旋流电解装置底部设有用于收集金属镓的镓收集槽，采用单支小试用镓旋流电解槽；设定旋流电解装置的电流密度为800A/m²，槽电压为2.5V，电解液的循环流量为500L/h，电解液的循环温度为35℃，进行旋流电解脱镓，析出液态金属镓，析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中，电解6h后，电解液中的镓离子浓度降低至1 g/L以下，旋流电解脱镓过程结束；

3）步骤2）镓收集槽中收集的液态金属镓，采用室温的纯水洗涤至上清液的pH值为6.5~7.5，过滤，滤渣烘干沉重，即为金属镓产品，计算电效21.36%（）。

实施例2：

一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，包括如下步骤：

1）含镓碱性溶液中，NaOH浓度约为80g/L，镓离子浓度为50g/L。所述含镓碱性溶液由精密压滤机过滤，除去杂质，滤渣收集，滤液用于进行下一步旋流电解操作；

2）步骤1）所得滤液作为电解液转入储液槽中，通过水泵将储液槽中的电解液打入循环槽中，所述的循环槽的进液口和出液口分别与旋流电解装置的出液口和进液口管路连接，形成内循环；电解液在循环槽与旋流电解装置之间循环流动，其中旋流电解装置底部设有用于收集金属镓的镓收集槽，所述旋流电解装置采用4支镓旋流电解槽串联连接；设定旋流电解装置的电流密度为800A/m²，槽电压为2.8V，电解液的循环流量为500L/h，电解液的循环温度为40℃，进行旋流电解脱镓，析出液态金属镓，析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中，电解8h后，电解液中的镓离子浓度降低至5g/L以下，旋流电解脱镓过程结束；

3）步骤2）镓收集槽中收集的液态金属镓，采用室温的纯水洗涤至上清液的pH值为6.5~7.5，过滤，滤渣烘干、秤重，即为金属镓产品，计算电效23%（）。

实施例3：

一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，包括如下步骤：

1）含镓碱性溶液中，NaOH浓度约为120g/L，镓离子浓度为30g/L。所述含镓碱性溶液由精密压滤机过滤，除去杂质，滤渣收集，滤液用于进行下一步旋流电解操作；

2）步骤1）所得滤液作为电解液转入储液槽中，通过溶液输送泵将储液槽中的电解液打入循环槽中，所述的循环槽的进液口和出液口分别与旋流电解装置的出液口和进液口管路连接，形成内循环；电解液在循环槽与旋流电解装置之间循环流动，其中旋流电解装置底部设有用于收集金属镓的镓收集槽，所述旋流电解装置为8支镓旋流电解槽串联连接；设定旋流电解装置的电流密度为800A/m²，槽电压为2.8V，电解液的循环流量为500L/h，电解液的循环温度为50℃，进行旋流电解脱镓，析出液态金属镓，析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中，电解48h后，电解液中的镓离子浓度降低至5g/L以下，旋流电解脱镓过程结束；

3）步骤2）镓收集槽中收集的液态金属镓，采用室温的纯水洗涤至上清液的pH值为6.5~7.5，过滤，滤渣烘干沉重，即为金属镓产品，计算电效30%（）。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也仅仅于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于含镓碱性溶液由精密过滤设备过滤，得到的滤液经过旋流电解脱镓，得到液态金属镓进行收集，得到金属镓产品。

2.根据权利要求1所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于具体包括如下步骤：

2）步骤1）所得滤液作为电解液转入储液槽中，通过水泵将储液槽中的电解液打入循环槽中，所述的循环槽的进液口和出液口分别与旋流电解装置的出液口和进液口管路连接，形成内循环；电解液循环流过旋流电解装置进行旋流电解脱镓，析出液态金属镓，析出的液态金属镓通过循环的电解液冲洗捕集进入旋流电解装置底部的镓收集槽中，将镓收集槽中的液态金属镓回收，即得到金属镓产品。

3.根据权利要求1或2所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于含镓碱性溶液中，镓离子浓度为10~50g/L；所述含镓碱性溶液中，NaOH含量为50~150g/L。

4.根据权利要求2所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）中，旋流电解脱镓的电流密度为400~1000A/m²，电解液的循环流速为500~1000L/h；当循环流过旋流电解装置的电解液中的镓离子浓度低于1 g/L时，旋流电解脱镓过程结束。

5.根据权利要求2所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）中，旋流电解装置数量为多个，所述多个旋流电解装置串联，循环槽的出液口和第一个旋流电解装置的进液口管路连接，最后一个旋流电解装置的出液口和循环槽的进液口管路连接，形成内循环。

6.根据权利要求2所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于进行旋流电解脱镓的温度为35~55℃。

7.根据权利要求2所述的一种从含镓碱性溶液中电积回收镓的方法，其特征在于步骤2）镓收集槽中的液态金属镓，采用室温的纯水洗涤至上清液的pH值为6.5~7.5，过滤，滤渣即为金属镓产品。