CN114855222A - 一种从磁铁粉中回收镓的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种简化操作工艺、提高回收率和回收纯度的一种从磁铁粉中回收镓的方法。本发明以含有金属元素镓的磁铁粉末作为镓源，工业氢氧化钠为碱溶剂，先将磁铁粉末与氢氧化钠在一定条件下进行氧化反应，并将得到的溶液放入至树脂吸附塔内进行吸附，经过高纯水反复洗涤和高温蒸发浓缩后，等到氢氧化镓沉淀，最后采用直流电进行电解，并回收金属镓。本发明镓回收率达到88.5％，纯度大于99.99％。本发明可应用于磁铁废料及废旧磁铁回收技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁废料及废旧磁铁回收技术领域，尤其涉及一种从磁铁粉 中回收镓的方法。
背景技术
磁铁广泛应用于电子、电气、机械、运输、医疗以及生活用品等各个领 域，其使用量随着电动汽车的发展和电子设备的普及而得到进一步的增加。 另一方面，各个领域对磁铁性能要求的提高、产品更新换代越来越快，我国 含镓、钛、稀土等元素的磁铁粉末及废旧磁铁料也在逐年剧增，由于磁铁中 含有贵重金属元素，所以回收再利用是行业内非常重要的技术课题。特别是 镓属于稀散金属，在自然界中极少有独立矿床，绝大多数伴生在其他矿物中， 每年的产量有限。因此通过适当的方法回收磁铁粉中的镓元素，对于发展循 环经济，资源循环利用及保护环境等方面均具有重大意义。当前多采用萃取 体系回收镓，这种方法存在操作工艺繁琐、生产周期长等问题，其他方法比 如离子交换法、吸附法、液膜法等虽有较多研究，但多存在生产效率低、回 收率低、操作较难控制的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种简化操 作工艺、提高回收率和回收纯度的一种从磁铁粉中回收镓的方法。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括一下步骤：
步骤一、浸出：用氢氧化钠溶液浸出磁铁粉末，过滤之后得到含镓滤液；
步骤二、吸附及浓缩：滤液通过树脂吸附塔吸附，淋洗液经过浓缩和氧 化，得到合格的电解原液；
步骤三、电解：电解得到4N金属镓。
进一步地，步骤一中的浸出温度低于100℃，且氢氧化钠溶液的浓度调 整在1mol/L～10mol/L之间。
再进一步地，步骤一中磁铁粉末在氢氧化钠溶液中的浸出时间为2～12 小时。
还进一步地，步骤一种的氢氧化钠溶液的PH值为8～10。
又进一步地，步骤三中电解采用直流电，电解电压为4～10v，电解时间 为3～5小时，电流密度为300～700mA/L。
更进一步地，步骤三中的电解温度为25～80℃。
再者，步骤二中淋洗液使用高纯水，且洗涤次数至少为三次。
最后，优先对磁铁粉末的粒径进行处理，并处理为d50为10μm以下。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明回收工艺简单，消耗的 辅助材料有限，不会排放对环境有害的废气和粉尘，同时极大地减少了废酸 碱液的排放，适用于工业化生产；通过将含有镓的磁铁粉末直接与氢氧化钠 进行浸出和氧化，使得磁铁粉末能被高效浸出，镓的浸出率可以达到90％以 上，通过树脂吸附、高温浓缩和电解后回收，镓的回收率高达88.5％；回收 得到的镓纯度可观，大于99.99％。
具体实施方式
本发明通过将含有镓的磁铁粉末与氢氧化钠在一定条件下进行氧化反应，并将得到的溶液放入至树脂吸附塔内进行吸附，经过高纯水反复洗涤和高温蒸发浓缩后，等到氢氧化镓沉淀，最后采用直流电进行电解，并回收金属镓。
具体步骤如下：
步骤一、浸出：用氢氧化钠溶液浸出磁铁粉末，过滤之后得到含镓滤液； 磁铁粉末在氧化或为氧化状态下都可以进行回收，磁铁粉末中含镓的浓度在 0.2～0.6％之内。为了充分发挥本发放的回收效果，优选处理磁铁粉末，并将 磁铁粉末的粒径处理在d50为10μm以下(当磁铁粉末的粒径d50超过10 μm时，粒子内部的镓无法得到充分溶解析出)。进行浸出时，环境温度控 制在100℃以下，优选70℃；使用的氢氧化钠浓度在1mol/L～10mol/L之间， 浓度低于1mol/L时，镓溶解析出的效果会大幅下降，优选5mol/L；磁铁粉 末在碱溶液中的浸出时间应该控制在2～12小时范围内，优选4小时。在本 实施例中，将镓含量为0.28％的500g磁铁粉末，溶于浓度为5mol/L的2L 氢氧化钠溶液中，在70℃的环境温度下搅拌浸出4小时，过滤分离得到初步 镓溶液，工艺中使用的氢氧化钠溶液的PH值为8～10。
步骤二、吸附及浓缩：滤液通过树脂吸附塔吸附，淋洗液经过浓缩和氧 化，得到合格的电解原液；将步骤一中得出的镓溶液放入树脂吸附管中进行 吸附，树脂吸附管是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂，由苯 乙烯和二乙烯苯等单体，在甲苯等有机溶剂存在下，通过悬浮共聚法制得的 鱼籽样的小圆球。广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化 剂的载体，气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。其特点是容 易再生，可以反复使用。如配合阴、阳离子交换树脂，可以达到极高的分离 净化水平。完成吸附后，通过高温蒸发浓缩出氢氧化镓沉淀物，再使用高纯 水进行洗涤，反复进行浓缩和洗涤至少三次，最终得出合格的镓溶液。
步骤三、电解：电解得到4N金属镓；将步骤二中得到的镓溶液加热至 25～80℃，优选范围在35～60℃，采用电压范围在4～10V、电流密度在 300～700mA/L的直流电进行3～5小时的电解；在本实施例中，将镓溶液恒温 在45℃，使用电压为10V、电流密度为400mA/L的直流电进行4.5小时的 电解，最终电解出4N金属镓。
在本发明的实施例中，镓回收率达到88.5％，纯度大于99.99％。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制 本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在 本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：所述方法包括一下步骤：
步骤一、浸出：用氢氧化钠溶液浸出磁铁粉末，过滤之后得到含镓滤液；
步骤二、吸附及浓缩：滤液通过树脂吸附塔吸附，淋洗液经过浓缩和氧化，得到合格的电解原液；
步骤三、电解：电解得到4N金属镓。
2.根据权利要求1所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤一中的浸出温度低于100℃，且氢氧化钠溶液的浓度调整在1mol/L～10mol/L之间。
3.根据权利要求2所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤一中磁铁粉末在氢氧化钠溶液中的浸出时间为2～12小时。
4.根据权利要求3所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤一种的氢氧化钠溶液的PH值为8～10。
5.根据权利要求1所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤三中电解采用直流电，电解电压为4～10v，电解时间为3～5小时，电流密度为300～700mA/L。
6.根据权利要求5所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤三中的电解温度为25～80℃。
7.根据权利要求1所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：步骤二中淋洗液使用高纯水，且洗涤次数至少为三次。
8.根据权利要求1所述的一种从磁铁粉中回收镓的方法，其特征在于：优先对磁铁粉末的粒径进行处理，并处理为d50为10μm以下。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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