CN1360069A - 一种含镓矿物中镓的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种含镓矿物中镓的提取方法。本发明由于采用加入铝土矿等含三氧化二铝的矿物,作为镓的萃取剂,利用铝和镓同族性质相似将镓萃取到铝中,再利用现有技术分离铝和硅,再分离铝和镓,分别提取铝和镓的方法,因此,本发明充分利用了现有炼铝、炼镓设备和技术,降低了技术难度和生产投资成本,使其容易实现工业化生产;此外,本发明由于炼铝、炼镓同时进行,也减低了生产成本,有利于提高企业竞争能力。本发明是一种行之有效、经济效益和社会效益均较显著的方便实用的含镓矿物中镓的提取方法。其可作为各种含镓矿物中提取镓的方法,或者可作为含镓以及多种金属的矿物连续冶炼的一个冶炼步骤。

Description

一种含镓矿物中镓的提取方法
1、技术领域：
本发明是一种含镓矿物中镓的提取方法，属于含镓矿物中镓的提取方法的改造技术。
2、背景技术：
现有的镓金属是一种贵重的稀有有色金属，是一种极其重要的半导体和光电子工业原料，但是，它在地壳中的含量不到1ppm，而且往往和其他的金属材料共生，由于冶金技术问题，往往提炼了主要矿产品后，微量镓和矿渣一起被废弃了，造成了严重的资源浪费，这种状况在很多矿山都比较普遍，如在粤北某冶炼厂的含镓冶金工业矿渣中，其镓和铁共结晶，且其外层被玻璃态二氧化硅包围，因此用常规方法难于将镓金属提炼出来。
3、发明内容：
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种加入铝土矿等含三氧化二铝的矿物，作为镓的萃取剂，利用铝和镓同族性质相似将镓萃取到铝中，再利用现有技术分别提取铝和镓。本发明充分利用了现有炼铝、炼镓设备和技术，降低了技术难度和生产投资成本，使其容易实现工业化生产；此外，本发明由于炼铝、炼镓同时进行，也减低了生产成本，有利于提高企业竞争能力。
本发明从含镓矿物中镓的提取方法，包括有如下步骤：
(1)在含镓矿物中加入含三氧化二铝的矿物，作为镓的萃取剂，含镓矿物和含三氧化二铝矿物的摩尔比例为1∶0.3～3；各组成成分必须充分混合。
(2)在混合物料中加入萃取加工助剂；
(3)将混合物料加热到700～1400℃，实现铝高温萃取镓；
(4)使用纯碱和氢氧化钠将铝、镓溶解到溶液中，得到含镓的偏铝酸钠溶液；或者使用酸将铝、镓溶解到溶液中，用氨水将铝、镓沉淀出来，再使用氢氧化钠处理铝、镓沉淀，得到含镓的偏铝酸钠溶液；
(5)利用现有“从氧化铝生产的分解母液中提取镓的方法”或者“离子交换法提取镓”的方法，即可以提取镓；
(6)镓分离开来以后，在偏铝酸钠溶液中，加氢氧化铝种子，得氢氧化铝晶体。经分离、洗涤、脱碱、煅烧至1100℃即得工业用冶炼氧化铝。
上述步骤(1)中含三氧化二铝的矿物为铝土矿，铝土矿要进行500～800℃活化焙烧1～3小时；
上述步骤(2)中各种矿物高温萃取前，必须粉碎到100～300目。
上述步骤(3)中萃取加工助剂为碱、路易斯酸或路易斯碱。
本发明由于采用加入铝土矿等含三氧化二铝的矿物，作为镓的萃取剂，利用铝和镓同族性质相似将镓萃取到铝中，再利用现有技术分离铝和硅，再分离铝和镓，分别提取铝和镓的方法，因此，本发明充分利用了现有炼铝、炼镓设备和技术，降低了技术难度和生产投资成本，使其容易实现工业化生产；此外，本发明由于炼铝、炼镓同时进行，也减低了生产成本，有利于提高企业竞争能力。本发明是一种行之有效、经济效益和社会效益均较显著的方便实用的含镓矿物中镓的提取方法。其可作为各种含镓矿物中提取镓的方法，或者可作为含镓以及多种金属的矿物连续冶炼的一个冶炼步骤。
4、具体实施方式：
实施例1：
本发明从含镓矿物中镓的提取方法，包括有如下步骤：
(1)将含镓矿物、含三氧化二铝矿物粉碎，最终颗粒粒度100～300目，本实施例中，三氧化二铝矿物为铝土矿，含镓矿物、含三氧化二铝矿物粉碎的最终颗粒粒度为200目；
(2)将铝土矿进行500～800℃活化焙烧1～3小时，本实施例中，铝土矿进行500～800℃活化焙烧1小时；
(3)将铝土矿、含镓矿物、萃取加工助剂、反应动力促进剂按照配方比例加入，充分混合，将混合物料加热到700～1400℃，实现铝高温萃取镓；其中含镓矿物和铝土矿的摩尔比为1∶0.3～3，碳酸钙和三氧化二铝的摩尔比为1∶1～3，萃取加工助剂可为路易斯酸或路易斯碱，路易斯酸可为硫酸铵，路易斯碱可为碳酸钙，碳酸钙和三氧化二铝的摩尔比为1∶1～3；碳酸钙和二氧化硅的摩尔比为1∶1～2；硫酸铵和三氧化二铝的摩尔比为1∶4～6；反应动力促进剂可为钠盐或钾盐，钠盐可为碳酸钠、氯化钠、氢氧化钠，反应动力促进剂占混合物的总重量百分比为1％～5％；本实施例中，含镓矿物和铝土矿的摩尔比为1∶0.3，碳酸钙和三氧化二铝的摩尔比为1∶1，路易斯酸为碳酸钙，反应动力促进剂为碳酸钠，其占混合物的总重量百分比为1％；其反应过程为：
首先进行常压蒸汽护养3～12小时
再在700～1300℃温度下煅烧脱水，镓被萃取到铝中。
或直接加热至1100℃～1400℃温度下进行高温萃取，镓被萃取到铝中，其反应过程为：
(4)使用纯碱和氢氧化钠将铝、镓溶解到溶液中，得到含镓的偏铝酸钠溶液；或者使用酸将铝、镓溶解到溶液中，用氨水将铝、镓沉淀出来，再使用氢氧化钠处理铝、镓沉淀，得到含镓的偏铝酸钠溶液；
(5)利用现有技术，例如山东铝厂公开的“一种从氧化铝生产的分解母液中提取镓的方法”(专利申请号：85100163)，即可以提取镓；
(6)镓分离开来以后，在偏铝酸钠溶液中，加氢氧化铝种子，得氢氧化铝晶体，经分离、洗涤、脱碱、煅烧至1100℃即得工业用冶炼氧化铝。
实施例2：
本发明从含镓矿物中镓的提取方法，包括有如下步骤：
(1)将含镓矿物、含三氧化二铝矿物粉碎，最终颗粒粒度100～300目，本实施例中，三氧化二铝矿物为铝土矿，含镓矿物、含三氧化二铝矿物粉碎的最终颗粒粒度为300目；
(2)将铝土矿进行500～800℃活化焙烧1～3小时，本实施例中，铝土矿进行500～800℃活化焙烧3小时；
(3)将铝土矿、含镓矿物、萃取加工助剂、反应动力促进剂按照配方比例加入，充分混合，将混合物料加热到700～1400℃，实现铝高温萃取镓；本实施例中，含镓矿物和铝土矿的摩尔比为1∶3，萃取加工助剂为硫酸铵，硫酸铵和三氧化二铝的摩尔比为1∶4～6，本实施例中，硫酸铵和三氧化二铝的摩尔比为1∶5，反应动力促进剂为氢氧化钠，其占混合物的总重量百分比为5％；其反应过程为：
第一阶段温度300～500℃，1～3小时，第二阶段1100℃温度下煅烧，镓被萃取到铝中。
(4)使用纯碱和氢氧化钠将铝、镓溶解到溶液中，得到含镓的偏铝酸钠溶液；或者使用酸将铝、镓溶解到溶液中，用氨水将铝、镓沉淀出来，再使用氢氧化钠处理铝、镓沉淀，得到含镓的偏铝酸钠溶液；
(5)利用现有技术，如核工业北京化工冶金研究院的“离子交换法提取镓”所公开的方法，即可以提取镓；该技术适合从含镓溶液，特别是拜尔法生产三氧化二铝的种分母液中回收镓。
(6)镓分离开来以后，在偏铝酸钠溶液中，加氢氧化铝种子，得氢氧化铝晶体，经分离、洗涤、脱碱、煅烧至1100℃即得工业用冶炼氧化铝。

Claims (8)

1、一种含镓矿物中镓的提取方法，包括有如下步骤：
(1)在含镓矿物中加入含三氧化二铝的矿物，作为镓的萃取剂，含镓矿物和含三氧化二铝矿物的摩尔比例为1∶0.3～3；各组成成分必须充分混合。
(2)在混合物料中加入萃取加工助剂；
(3)将混合物料加热到700～1400℃，实现铝高温萃取镓；
(4)使用纯碱或者氢氧化钠将铝、镓溶解到溶液中，得到含镓的偏铝酸钠溶液；或者使用酸将铝、镓溶解到溶液中，用氨水将铝、镓沉淀出来，再使用氢氧化钠处理铝、镓沉淀，得到含镓的偏铝酸钠溶液；
(5)利用现有“从氧化铝生产的分解母液中提取镓的方法”或者“离子交换法提取镓”的方法，即可以提取镓；
(6)镓分离开来以后，在偏铝酸钠溶液中，加氢氧化铝种子，得氢氧化铝晶体，经分离、洗涤、脱碱、煅烧至1100℃即得工业用冶炼氧化铝。
2、根据权利要求1所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述步骤(1)中含三氧化二铝的矿物为铝土矿，铝土矿要进行500～800℃活化焙烧1～3小时；
3、根据权利要求1所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述步骤(2)中各种矿物高温萃取前，必须粉碎到100～300目。
4、根据权利要求1或2或3所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述步骤(3)中萃取加工助剂可以为碱、或者为路易斯酸或路易斯碱。
5、根据权利要求4所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述路易斯酸可以为硫酸铵，路易斯碱可以为碳酸钙，碳酸钙和三氧化二铝的摩尔比为1∶1～3；碳酸钙和二氧化硅的摩尔比为1∶1～2；硫酸铵和三氧化二铝的摩尔比为1∶4～6。
6、根据权利要求5所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述混合物中还可加入反应动力促进剂，反应动力促进剂占混合物的总重量百分比为1％～5％。
7、根据权利要求6所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述反应动力促进剂为钠盐或钾盐。
8、根据权利要求7所述的含镓矿物中镓的提取方法，其特征在于上述钠盐可为碳酸钠、氯化钠、氢氧化钠。
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