CN115354329A - 一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,将表面沾有金属镓的电极片,放到温度为80℃~90℃的氢氧化钠溶液中,待电极片表面的金属镓全部发黑,将电极片放到稀硫酸(15%~20%)与过氧化氢混合液(H2SO4:H2O2=1:0.2)中,进行处理。处理后的电极片表面干净,无任何损伤。采用上述方法处理的不锈钢电极片,表面光洁如新。由于没有进行机械摩擦,或对不锈钢片表面对进行化学损伤,只是将其表面的金属镓层去除,所以不锈钢表面没有物理和化学损伤,可长期使用,节约生产成本。

Description

一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法
技术领域
本发明涉及电极片处理领域,具体涉及一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法。
背景技术
随着镓的化合物半导体材料应用越来越广,镓的用量也再不断的增加,从原来的年使用量十几吨,到现在的几百吨。而镓的提取或回收,都是采用湿法,即从碱性溶液中,通过电积的方法,将金属镓制备出来。在电积过程中,通常采用不锈钢材料作为电积片,阴极不锈钢片中产出金属镓后,会在阴极片表面粘附一层金属镓,很难处理。常用的方法,是进行机械处理,不易处理干净还容易造成不锈钢电极表面的损伤;或用氢氧化钠溶液处理,但氢氧化钠溶液与金属镓的反应较慢,处理时间较长,效果不好,且影响生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,所述处理方法步骤如下:
S1:制备处理溶液:
取片状氢氧化钠固体,配制成 2-3 mol /L 的溶液并放置在第一容器中;再用分析纯98%的浓硫酸,配制成 15%-20%的稀硫酸放在第二容器内。
S2:将表面沾有金属镓的不锈钢电极片与碱液进行反应:
将步骤S1中的第一容器进行加热,加热后的第一容器放入表面上沾有金属镓的不锈钢电极片,4小时后,待不锈钢电极片上表面的金属镓全部变为黑色后,从第一容器中取出,将表面的碱液清洗干净。
碱液对不锈钢片的处理,即粘附在电极片表面的金属镓与氢氧化钠溶液的反应。在较高温度( 80- 90 °C) 的氢氧化钠溶液中,金属镓与氢氧化钠反应,生成低价镓氧化物。
4Ga+2NaOH+H2O= 2NaGaO2+Ga2O+H2↑
粘附在不锈钢片上的金属镓与氢氧化钠溶液反应过程中,部分生成了镓酸钠(NaGaO2 ) ,溶解在碱液中;而部分镓与氢氧化镓反应时,生产了镓的低价氧化物,留在了电极片表面,即留在电极表面发黑的物质。
进一步的,对这些黑色物质取样进行 XRD 衍谢,分析结果表明这些物质是镓的一价氧化物,即一氧化二镓。
S3:将步骤S2反应过后的不锈钢电极片放入稀硫酸进行反应:
将步骤S2中清洗干净后的不锈钢电极片放入步骤S中配置好的装有15%-20%的稀硫酸的第二容器内,并向第二容器加入硫酸体积比 20%的过氧化氢溶液,并搅动溶液,不锈钢电极片表面的黑色物质全部溶解,电极片表面恢复为原有的颜色。
一氧化二镓与酸的反应,不仅需要氧化剂将一价镓离子氧化为三价镓离子,另外还是通过酸性物质将镓的氧化物溶解,所以本方法中采用了稀硫酸和过氧化氢的混合液进行处理,
Ga2O+3H2 SO4+H2O2 = 2Ga2( SO4 ) 3+ H2↑+3H2O。
S4:冲冼、沥干、放置待用;
将步骤S3中的不锈钢电极片从第二容器取出,并用清水冲冼干净,然后沥干表面的水分,放置待用。
较佳的,所述步骤S1中的第一容器为外带加热系统的容器。
较佳的,所述步骤S2中第一容器加热的温度在80-90 °C。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:采用上述方法处理的不锈钢电极片,表面光洁如新。由于没有进行机械摩擦,或对不锈钢片表面对进行化学损伤,只是将其表面的金属镓层去除,所以不锈钢表面没有物理和化学损伤,可长期使用,节约生产成本。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
本发明提供了一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,将表面粘附金属镓的不锈钢电极片,放入配制好的氢氧化钠溶液中,该氢氧化钠溶液在带加热系统的容器中加热至80℃~90℃;约4个小时后,待不锈钢电极片表面的金属镓全部变为黑色的低价镓的氧化物后,取出,将不锈钢电极片表面的碱液清洗干净;然后再放入配制好的稀硫溶液中,待不锈钢电极片放入后,加入与硫酸体积比为20%的过氧化氢溶液,搅动溶液,此时电极片表面的黑色物质全部溶解,电极片表面变为原有的颜色。将电极片取出,冲冼干净,沥干表面的水份。
采用本发明所述的方法,由于不锈钢电极片表面处理得很干净,表面没有其他的物质及相关的氧化膜,在生产过程中,阴极表面产出镓的情况很好,整个阴极表面产出镓均匀,无部分不出镓的情况产生。
在前期的生产中,电极片的处理通常使用机械的方法进行处理,不易将表面的金属镓处理干净,且当温度低时,粘附在电极片表面的镓凝固,更不易处理。另外,很多企业也采用了碱液浸泡的 方 法,但 时 间 较 长,需 要 碱 液 持 续 保 持 在50 °C的温度,且表面不易处理干净。所以在前期生产中,大多还是采取机械处理的方法,这样使用一个阶段后(不到一年的时间),在生产过程中,不锈钢电极片表面会只有部分产出镓,或不产出镓; 电极片最终无法使用,只有更换新的电极片,造成了材料的浪费。采用本发明所述的方法,每次电积镓使用后的不锈钢电极片表面光洁如新。在进行电积镓过程中,每一片阴极表面都挂满了金属镓; 电积出镓效率很高。不锈钢电极片经过两年的使用,表面情况很好,还可继续使用。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,其特征在于:所述处理方法步骤如下:
S1:制备处理溶液:
取片状氢氧化钠固体,配制成 2-3 mol /L 的溶液并放置在第一容器中;再用分析纯98%的浓硫酸,配制成 15%-20%的稀硫酸放在第二容器内;
S2:将表面沾有金属镓的不锈钢电极片与碱液进行反应:
将步骤S1中的第一容器进行加热,加热后的第一容器放入表面上沾有金属镓的不锈钢电极片,4小时后,待不锈钢电极片上表面的金属镓全部变为黑色后,从第一容器中取出,将表面的碱液清洗干净;
S3:将步骤S2反应过后的不锈钢电极片放入稀硫酸进行反应;
将步骤S2中清洗干净后的不锈钢电极片放入步骤S中配置好的装有15%-20%的稀硫酸的第二容器内,并向第二容器加入硫酸体积比 20%的过氧化氢溶液,并搅动溶液,不锈钢电极片表面的黑色物质全部溶解,电极片表面恢复为原有的颜色;
S4:冲冼、沥干、放置待用;
将步骤S3中的不锈钢电极片从第二容器取出,并用清水冲冼干净,然后沥干表面的水分,放置待用。
2.如权利要求1所述的一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,其特征在于:所述步骤S1中的第一容器为外带加热系统的容器。
3.如权利要求1所述的一种电积镓用不锈钢电极片的化学处理方法,其特征在于:所述步骤S2中第一容器加热的温度在80-90 °C。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1387829A (fr) * 1962-07-23 1965-02-05 Diversey France Elimination des pellicules d'oxydes sur les aciers inoxydables en industrie alimentaire
JP2006324452A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Wako Pure Chem Ind Ltd 半導体基板表面処理剤及び処理方法
US20100116784A1 (en) * 2008-10-10 2010-05-13 Alta Devices, Inc. Mesa etch method and composition for epitaxial lift off
CN102268714A (zh) * 2011-06-28 2011-12-07 中国科学院过程工程研究所 一种电解提取金属镓用阴极的电化学预处理方法
CN102873047A (zh) * 2012-10-15 2013-01-16 南京隆润半导体材料有限公司 一种高纯镓容器的清洗方法
JP2014105345A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ガリウムの回収方法
CN114908355A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 中国科学院金属研究所 一种金属表面清洁处理的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1387829A (fr) * 1962-07-23 1965-02-05 Diversey France Elimination des pellicules d'oxydes sur les aciers inoxydables en industrie alimentaire
JP2006324452A (ja) * 2005-05-19 2006-11-30 Wako Pure Chem Ind Ltd 半導体基板表面処理剤及び処理方法
US20100116784A1 (en) * 2008-10-10 2010-05-13 Alta Devices, Inc. Mesa etch method and composition for epitaxial lift off
CN102268714A (zh) * 2011-06-28 2011-12-07 中国科学院过程工程研究所 一种电解提取金属镓用阴极的电化学预处理方法
CN102873047A (zh) * 2012-10-15 2013-01-16 南京隆润半导体材料有限公司 一种高纯镓容器的清洗方法
JP2014105345A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Sumitomo Metal Mining Co Ltd ガリウムの回収方法
CN114908355A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 中国科学院金属研究所 一种金属表面清洁处理的方法

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