CN116855746A - 一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 - Google Patents
一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116855746A CN116855746A CN202310923930.3A CN202310923930A CN116855746A CN 116855746 A CN116855746 A CN 116855746A CN 202310923930 A CN202310923930 A CN 202310923930A CN 116855746 A CN116855746 A CN 116855746A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gallium
- leaching
- extraction
- organic phase
- solution
- 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
Links
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 127
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 127
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 40
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 74
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 46
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 26
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 13
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 13
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 7
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 7
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 7,7-dimethyloctanoic acid Chemical compound CC(C)(C)CCCCCC(O)=O YPIFGDQKSSMYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910021513 gallium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DNUARHPNFXVKEI-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) hydroxide Chemical group [OH-].[OH-].[OH-].[Ga+3] DNUARHPNFXVKEI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 1
- -1 molybdenum metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 7
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 229940062993 ferrous oxalate Drugs 0.000 description 11
- OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L iron(2+);oxalate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)C([O-])=O OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphine oxide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CCCCCCCC)CCCCCCCC ZMBHCYHQLYEYDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- LWUVWAREOOAHDW-UHFFFAOYSA-N lead silver Chemical compound [Ag].[Pb] LWUVWAREOOAHDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
- C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
- C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
- C22B3/3846—Phosphoric acid, e.g. (O)P(OH)3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/40—Mixtures
- C22B3/402—Mixtures of acyclic or carbocyclic compounds of different types
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B58/00—Obtaining gallium or indium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/22—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of metals not provided for in groups C25C1/02 - C25C1/20
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法，包括以下步骤：S1：用浸出剂对提钒转炉污泥进行浸出，得到镓浸出液；S2：对步骤S1的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；S3：对步骤S2的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；S4：处理步骤S3的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后得到含镓碱溶液，经电解处理得到金属镓。本发明提镓的原料独特，含镓量高，提镓流程短，除杂效果好，同时产生的副产物纯度较高，有较好的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及稀有金属冶炼领域，具体涉及一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法。
背景技术
稀散金属镓是重要的战略资源，以镓金属为基体制备的一系列化合物半导体材料、电子光学材料、新型功能材料、特殊合金及有机金属化合物等是当代电子计算机、通讯、宇航、新能源、医药卫生及军工等高新技术领域的重要基础支撑材料。世界上90％左右的镓是从氧化铝的生产过程中回收得到的，具有成熟的产业链。同时镓也在冶炼锌的过程和煤灰中也有所富集，但在这两种原料中富集的镓由于提取流程长、成本高并未产业化。
攀西地区有价金属种类繁多，镓在攀矿中与V、Fe、Ti等元素伴生，目前主要以提钒尾渣作为原料进行镓的提取研究。提钒尾渣在镓提取过程中，由于成分较为复杂，直接酸浸浸出率低，耗酸较高，产生大量的副产品难以利用，且整个工艺路线流程很长，因此该路线实际并未投入工业生产。CN 106957963 A公开了提钒尾渣提镓的方法，但也因为该方法不够经济性，始终未产业化。
因此，急需一种经济有效地提取镓的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法，包括以下步骤：
S1：用浸出剂对提钒转炉污泥进行浸出，得到镓浸出液；
S2：对步骤S1的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；
S3：对步骤S2的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；
S4：处理步骤S3的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后得到含镓碱溶液，经电解处理得到金属镓。
进一步地，在步骤S1中，
浸出剂为100-300g/L的草酸溶液，浸出剂与提钒转炉污泥的质量比为(2-30):1，浸出温度为40-90℃，浸出时间为0.5-10h。
进一步地，在步骤S2的萃取过程中，有机相的体积与水相的体积比为1:(0.5-10)。
进一步地，有机相包括萃取剂和稀释剂，其中，萃取剂的体积占有机相的体积小于60％，稀释剂的加入量至少占有机相体积的40％。
进一步地，
萃取剂为TBP、P204、N235、P507、TOPO、新癸酸中的一种或几种，不同萃取剂以任意比例组合；
稀释剂为磺化煤油或工业煤油。
进一步地，在步骤S3中，反萃水相的pH为5-10，其中，
反萃水相中的溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、纯水中的一种或几种以任意比例混合。
进一步地，在步骤S4中，含镓碱溶液的pH大于9.5，电解温度为25-75℃，电流密度为100-2000A/m2。
进一步地，在电解过程中，阳极材料为石墨、不锈钢，以及铂、铅、银、钛、钨或钼金属或其合金，阴极材料为铜铟合金或铟镓合金。
进一步地，在步骤S4中，含镓沉淀物为氢氧化镓。
进一步地，提钒转炉污泥的各成分的质量含量为：85-95％Fe2O3、0-2％SiO2、1-5％ZnO，其余为总量低于10％的Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物的任意组合。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
本发明提镓的原料独特，含镓量高，提镓流程短，除杂效果好，同时产生的副产物纯度较高，有较好的经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明涉及的提镓原料提钒转炉污泥的主要成分的质量含量为：85-95％Fe2O3、0-2％SiO2、1-5％ZnO，其余为总量低于10％的Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物的任意组合。提钒转炉污泥中的单质镓的含量为200-500g/t。
如图1所示，本发明提供了一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法，包括以下步骤：
S1：用浸出剂对提钒转炉污泥进行浸出，得到镓浸出液。
浸出剂为100-300g/L的草酸溶液，浸出剂与提钒转炉污泥的质量比为(2-30):1，浸出温度为40-90℃，浸出时间为0.5-10h。
提钒转炉污泥在产生过程中颗粒较小，因此可以不用预处理直接可与草酸混合。如果提钒转炉污泥的颗粒过大，则需要将粒子磨碎，使粒子小于4mm。将提钒转炉污泥与草酸颗粒混合，然后加水，控制草酸初始溶液浓度为100-300g/L，亦可以将提钒转炉污泥倒入浓度为100-300g/L的草酸溶液中。浸出剂与提钒转炉污泥的质量比(即，液固比)控制在(2-30):1。待加料完成后，将混合物加热到40-90℃，浸出0.5-10小时，浸出期间可搅拌，可静置，也可对溶液进行震动。
完成浸出后，镓的浸出率可达到85-99％。如果第一次浸出后，镓的浸出率小于85％，则可以对浸出残渣再做一次浸出，确保镓的浸出率不小于85％。混合两次浸出所得的浸出混合物，然后使浸出混合物缓冷，当温度降到小于30℃时，通过过滤或沉降使固液分离，得到镓浸出液。
S2：对步骤S1的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相。
对镓浸出液进行萃取，固体经过去离子水洗涤1-5次后，得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)，洗水可回收到上述S1步骤中的浸出工艺，形成零排放。
在萃取工艺中，有机相的体积与水相的体积比为1:(0.5-10)。有机相包括萃取剂和稀释剂，萃取剂的体积占有机相的体积小于60％，稀释剂的加入量至少占有机相体积的40％。萃取剂为TBP(磷酸三丁酯)、P204(二(2-乙基己基)磷酸酯)、N235(三辛胺)、P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基脂)、TOPO(三正辛基氧化膦)、新癸酸中的一种或几种。当为混合萃取剂时，不同萃取剂之间可以以任意比例组合，但萃取剂的体积占整体有机相的体积应小于60％。稀释剂可为磺化煤油和其他种类工业煤油。
萃取方法不限于实验室装置或工业萃取槽、萃取塔和离心萃取机。待萃取完成后，需整体过滤萃取环节所产生的物质。过滤后的固体经过1-5次去离子水洗涤后得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水再次循环到步骤S1中的浸出工艺，形成零排放。经过萃取后，95％以上的镓进入到有机相中，90％以上杂质留在了萃余液中。
S3：对步骤S2的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相。
本发明无需洗涤含镓有机相，可直接对其进行反萃取。反萃水相pH控制在5-10，经过反萃沉淀下来的镓回收率可达95％以上。反萃水相中的溶液可选择氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、纯水等一种或几种任意比例混合。
S4：处理步骤S3的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后，经电解处理得到金属镓。
反萃后的含镓沉淀物为氢氧化镓，将含镓沉淀物加入到氢氧化钠碱溶液中进行碱溶，或与氧化钠混合后缓慢加入水中，待含镓沉淀物完全溶解后得到含镓碱溶液，然后对其进行电解。电解液(含镓碱溶液)pH控制在9.5以上。
电解过程中，阳极材料为石墨、不锈钢，以及铂、铅、银、钛、钨或钼金属或其合金，阴极材料为铜铟合金或铟镓合金，但不限于上述电极种类。电解温度可控制在25-75℃，电流和电压随着不同种类的电极而改变，电流密度控制在100-2000A/m2。电解过程可为一级电解或多级电解，确保镓的回收率达到98％以上。电解后的产品为符合GB/T 1475-2022的金属镓。
实施例1
本实施例涉及的提镓原料-提钒转炉污泥的主要成分的质量含量为95％Fe2O3、2％SiO2、1.5％ZnO，其余为Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物，占总量的1.5％。提钒转炉污泥中的单质镓含量为500g/t。
提钒转炉污泥过筛后粒子全部小于4mm。将提钒转炉污泥与草酸颗粒混合30分钟后加水，控制草酸溶液的初始溶液浓度为270g/L，液固比为15:1。待加料完成后，将混合物加热到80℃，浸出4小时，搅拌速率为300rpm。
浸出结束后，镓的浸出率可达到99％。当浸出混合物缓冷后，温度降到小于30℃，通过压滤机使固液分离，得到含镓浸出液。含镓浸出液进入萃取环节，固体经过去离子水洗涤3次后，得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)，形成高价值副产物。洗水回收到浸出工艺，形成零排放。
在萃取环节中，有机相的体积与水相的体积比为1:0.5，有机相中有效成分为TBP和P204萃取剂，VTBP:VP204为0.5，稀释剂为磺化煤油，萃取装置为工业萃取槽。待萃取完成后，整体过滤萃取环节所产生的物质。过滤后的固体经过2次去离子水洗涤后得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)，可与浸出副产物合并。洗水再次循环到浸出工艺，形成零排放。经过萃取后，95％以上的镓进入到有机相中，90％以上杂质留在了萃余液中。
萃取完成后直接进行反萃取，反萃水相pH控制在7，经过反萃沉淀下来的镓回收率可达95％。反萃水相中的溶液为碳酸氢钠和纯水的混合物。
反萃后的沉淀物加入到氢氧化钠碱溶液中进行碱溶，待沉淀物完全溶解后得到含镓溶液，然后对其进行电解，其中，含镓溶液的pH控制在9.6。电解过程中，阳极材料为不锈钢，阴极材料为铟镓合金。电解温度为45℃，电流密度为800A/m2。本次电解为二级电解，一级电解后的粗镓经过氢氧化钠溶液碱溶，再进行第二次电解，电解后的产品为符合GB/T1475-2022的金属镓，该工序镓的回收率达到99％。
实施例2
本实施例涉及的提镓原料-提钒转炉污泥的主要成分的质量含量为88％Fe2O3、2％SiO2、5％ZnO，其余为Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物，占总量为5％。提钒转炉污泥的单质镓含量为280g/t。
提钒转炉污泥过筛后的较大粒子通过球磨机球磨30分钟后，全部可以通过4mm筛子。将提钒转炉污泥倒入浓度为300g/L的草酸溶液中。液固比为20:1。待加料完成后，将混合物加热到70℃，静置浸出10小时。
完成浸出后，镓的浸出率可达到93％。当浸出混合物缓冷后，温度降到小于30℃，通过过滤使固液分离，得到含镓浸出液。含镓浸出液进入萃取环节，固体经过去离子水洗涤1次后，得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水可回收到第一步浸出工艺，形成零排放。
在萃取环节中，有机相的体积与水相的体积比为1:10，有机相中有效成分为P204、N235、P507以1：1：1体积比混合，稀释剂为工业煤油。萃取装置为萃取塔。待萃取完成后，需整体过滤萃取环节所产生的物质。过滤后的固体经过2次去离子水洗涤后得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水再次循环到浸出工艺，形成零排放。经过萃取后，97％的镓进入到有机相中，90％以上杂质留在了萃余液中。
本实施例无需洗涤有机相，可直接进行反萃取，反萃水相pH控制在8，经过反萃沉淀下来的镓回收率可达97％。反萃水相中的溶液为氢氧化钠和纯水混合溶液。
反萃后的沉淀物与氧化钠混合后缓慢加入水中，待沉淀物完全溶解后得到含镓溶液，然后对其进行电解，其中，含镓溶液的pH控制在10。电解过程中，阳极材料为石墨，阴极材料为铟镓合金。电解温度为55℃，电流密度为1000A/m2。电解过程为一级电解，电解后的产品为符合GB/T1475-2022的金属镓，该工序镓的回收率达到99％。
实施例3
本实施例涉及的提镓原料-提钒转炉污泥的主要成分的质量含量为85％Fe2O3、1％ZnO，其余为Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物，占总量为1.4％。提钒转炉污泥的单质镓含量为200g/t。
提钒转炉污泥直接可与草酸混合。草酸溶液的初始浓度控制在100g/L。液固比为30:1。待加料完成后，将混合物加热到90℃，对浆料进行超声震荡0.5小时。
完成第一次浸出后，镓的浸出率可达到85％。当浸出混合物缓冷后，温度降到小于30℃，通过过滤使固液分离，得到含镓浸出液。含镓浸出液进入萃取环节，固体经过去离子水洗涤5次后，得到纯度为99％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水可回收到第一步浸出工艺，形成零排放。
在萃取环节中，有机相的体积与水相的体积比为1:5，有机相中有效成分为TOPO与P507以1：1体积比混合，稀释剂为工业煤油。萃取装置为离心萃取机。待萃取完成后，需整体过滤萃取环节所产生的物质。过滤后的固体经过5次去离子水洗涤后得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水再次循环到浸出工艺，形成零排放。经过萃取后，95％的镓进入到有机相中，90％以上杂质留在了萃余液中。
本实施例无需洗涤有机相，可直接进行反萃取，反萃水相pH控制在5，经过反萃沉淀下来的镓回收率可达99％。反萃水相中的溶液为碳酸钠和纯水混合溶液。
反萃后的沉淀物与氧化钠混合后缓慢加入水中，待沉淀物完全溶解后得到含镓溶液，然后对其进行电解，其中，含镓溶液的pH控制在9.7。电解过程中，阳极材料为铅银合金，阴极材料为铟镓合金。电解温度为25℃，电流密度为2000A/m2。电解过程为一级电解，电解后的产品为符合GB/T1475-2022的金属镓，该工序镓的回收率达到98％。
实施例4
本实施例涉及的提镓原料-提钒转炉污泥的主要成分的质量含量为90％Fe2O3、1.5％SiO2、3％ZnO，其余为Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物，占总量为5.5％。提钒转炉污泥的单质镓含量为300g/t。
提钒转炉污泥过筛后的较大粒子通过球磨机球磨10分钟后，全部可以通过4mm筛子。将提钒转炉污泥倒入浓度为300g/L的草酸溶液中。液固比为2:1。待加料完成后，将混合物加热到40℃，搅拌浸出8小时。
完成第一次浸出后，镓的浸出率可达到80％。当浸出混合物缓冷后，温度降到小于30℃，通过过滤使固液分离，得到含镓浸出液和浸出渣。对浸出渣进行第二次同程序浸出，镓浸出率可达97％，混合两次浸出液，进入萃取环节，剩余固体经过去离子水洗涤1次后，得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水可回收到第一步浸出工艺，形成零排放。
在萃取环节中，有机相的体积与水相的体积比为1:3，有机相中有效成分为TBP，稀释剂为磺化煤油。萃取装置为工业萃取槽。待萃取完成后，需整体过滤萃取环节所产生的物质。过滤后的固体经过1次去离子水洗涤后得到纯度为95％以上的草酸亚铁(带结晶水)。洗水再次循环到浸出工艺，形成零排放。经过萃取后，98％的镓进入到有机相中，90％以上杂质留在了萃余液中。
本实施例无需洗涤有机相，可直接进行反萃取，反萃水相pH控制在10，经过反萃沉淀下来的镓回收率可达97％。反萃水相中的溶液为氢氧化钾和纯水混合溶液。
反萃后的沉淀物与氧化钠混合后缓慢加入水中，待沉淀物完全溶解后得到含镓溶液，然后对其进行电解，其中，含镓溶液的pH控制在10.5。电解过程中，阳极材料为钛合金，阴极材料为铜铟合金。电解温度为75℃，电流密度为100A/m2。电解过程为一级电解，电解后的产品为符合GB/T1475-2022的金属镓，该工序镓的回收率达到99％。
需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：用浸出剂对提钒转炉污泥进行浸出，得到镓浸出液；
S2：对步骤S1的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；
S3：对步骤S2的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；
S4：处理步骤S3的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后得到含镓碱溶液，经电解处理得到金属镓。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，
浸出剂为100-300g/L的草酸溶液，浸出剂与提钒转炉污泥的质量比为(2-30):1，浸出温度为40-90℃，浸出时间为0.5-10h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2的萃取过程中，有机相的体积与水相的体积比为1:(0.5-10)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，有机相包括萃取剂和稀释剂，其中，萃取剂的体积占有机相的体积小于60％，稀释剂的加入量至少占有机相体积的40％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
萃取剂为TBP、P204、N235、P507、TOPO、新癸酸中的一种或几种，不同萃取剂以任意比例组合；
稀释剂为磺化煤油或工业煤油。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，反萃水相的pH为5-10，其中，
反萃水相中的溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、纯水中的一种或几种以任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，含镓碱溶液的pH大于9.5，电解温度为25-75℃，电流密度为100-2000A/m2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在电解过程中，阳极材料为石墨、不锈钢，以及铂、铅、银、钛、钨或钼金属或其合金，阴极材料为铜铟合金或铟镓合金。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，含镓沉淀物为氢氧化镓。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提钒转炉污泥的各成分的质量含量为：85-95％Fe2O3、0-2％SiO2、1-5％ZnO，其余为总量低于10％的Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、MnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物的任意组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310923930.3A CN116855746A (zh) | 2023-07-21 | 2023-07-21 | 一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310923930.3A CN116855746A (zh) | 2023-07-21 | 2023-07-21 | 一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116855746A true CN116855746A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88235810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310923930.3A Pending CN116855746A (zh) | 2023-07-21 | 2023-07-21 | 一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116855746A (zh) |
-
2023
- 2023-07-21 CN CN202310923930.3A patent/CN116855746A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102244309B (zh) | 一种从电动汽车锂系动力电池中回收锂的方法 | |
| CN101818250B (zh) | 一种处理钴铜铁合金的方法 | |
| CN105886768A (zh) | 一种从电子废料中高效富集贵金属的方法 | |
| CN102321815A (zh) | 一种从含铟氧化锌中提取铟的方法 | |
| CN108384959A (zh) | 一种电解锌的制备方法 | |
| CN112458280A (zh) | 利用酸性蚀刻液浸出低冰镍提取有价金属的方法 | |
| CN113088710A (zh) | 一种铜锗置换渣中铜锗分离的方法 | |
| CN106222421A (zh) | 一种金泥的处理方法 | |
| CN109797288B (zh) | 一种炼锡硫渣的处理工艺 | |
| CN103739005A (zh) | 一种以铅锌矿冶炼废水为原料制备氯化亚铊的方法 | |
| CN105887118B (zh) | 一种从含碲物料中选择性分离回收碲的方法 | |
| CN105274352A (zh) | 一种从碳酸铜锰钴钙锌混合物中分离铜钴锰的方法 | |
| CN111004933A (zh) | 一种独居石优溶渣的六级连续全溶方法 | |
| CN109971945A (zh) | 一种粗锡除铜渣的处理工艺 | |
| CN102002597B (zh) | 一种从低品位碲渣中综合回收有价金属的方法 | |
| CN113481371A (zh) | 一种从铅阳极泥之分银渣中高效回收锑、铋、铜、银的方法 | |
| RU2706400C9 (ru) | Способ переработки медно-никелевых сульфидных материалов | |
| CN109161928B (zh) | 一种含锡、铅、锌原料的碱浸出电解冶炼方法 | |
| CN109913647A (zh) | 一种回收铋中矿中铜、锌的湿法处理方法 | |
| CN116855746A (zh) | 一种利用提钒转炉污泥提取金属镓的方法 | |
| CN113026056B (zh) | 一种采用钴中间品二次电解生产电解钴的方法 | |
| US20230124749A1 (en) | Ammonium complex system-based method for separating and purifying lead, zinc, cadmium, and copper | |
| CN108034821A (zh) | 一种阳极泥熔炼渣的湿法处理工艺 | |
| JP5188768B2 (ja) | 錫の回収方法 | |
| CN114214522A (zh) | 一种精炼铜渣湿法处理工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |