一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其處理過程的步驟包括：（1）將凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣加入氫氧化鈉溶液中，進(jìn)行高壓浸出，得到含鎵浸出液；（2）將含鎵溶出液加入石灰進(jìn)行除釩處理，得到含鎵凈化液；（3）將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成氫氧化鎵沉淀物，過濾后得到濾餅；（4）將濾餅溶解在液體氫氧化鈉中，制備成含鎵鎵酸鈉溶液，作為電解液進(jìn)行電解，在陰極析出金屬鎵。本發(fā)明的處理方法，采用純濕法無污染不焙燒高浸出率鎵的工藝流程，既避免了生產(chǎn)中的廢氣污染問題，又能綜合利用資源，具有成本低、無污染、操作簡單、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)，有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效益。
【專利說明】一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，涉及一種從生產(chǎn)氧化鋁的種分母液中提取鎵的過程產(chǎn)生的廢棄物石灰渣提取回收鎵的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鎵所有用途幾乎都和當(dāng)前現(xiàn)代科技發(fā)展及低碳經(jīng)濟(jì)，綠色能源和環(huán)境保護(hù)相關(guān)。在電子工業(yè)和通訊領(lǐng)域，受益于手機(jī)3G業(yè)務(wù)發(fā)展以及在LED顯示屏、LED照明以及熒光粉等行業(yè)用途的不斷擴(kuò)張，鎵的化合物砷化鎵，氮化鎵，磷化鎵，三氯化鎵和氧化鎵行業(yè)對鎵的消費(fèi)量也在迅猛增加。
[0003]目前世界上90%以上的原生鎵都是從生產(chǎn)氧化鋁的種分母液中提取的。其最有效的方法是用樹脂從種分母液中吸附鎵，再用脫附液從樹脂中脫附出來，形成鎵富集液。由于富集液中含有釩、鉛、銅等雜質(zhì)元素，需要添加石灰和硫化物來完成溶液凈化，所產(chǎn)生的一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣(除去鉛、銅等重金屬的廢渣)被作為工業(yè)廢棄物處理，其主要成分為石灰，但還含有微量的金屬鎵，高于用來提取鎵的鋁土礦中的鎵含量。富集提取其中的鎵，其經(jīng)濟(jì)性可與從鍺石中提取鎵和鋁土礦中回收鎵相比。
[0004]富集并提取石灰渣廢棄物中的稀有金屬鎵，可以實(shí)現(xiàn)資源最大化利用，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，但目前還沒有有效的回收處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種從石灰渣廢棄物中富集提取稀有金屬鎵、提高資 源利用率的凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法。
[0006]本發(fā)明的目有是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其處理過程的步驟包括:
(1)將凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣加入氫氧化鈉溶液中，進(jìn)行高壓浸出，得到含鎵浸出
液；
(2)將含鎵溶出液加入石灰進(jìn)行除釩處理，得到含鎵凈化液；
(3)將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成氫氧化鎵沉淀物，過濾后得到濾餅；
(4)將濾餅溶解在液體氫氧化鈉中，制備成含鎵鎵酸鈉溶液，作為電解液進(jìn)行電解，在陰極析出金屬鎵。
[0008]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(1)中氫氧化鈉為溶解液的濃度為160-200g\L，溶出溫度為150-200°C，保溫攪拌20-60分鐘，石灰渣與溶解液的重量比為:1:2~1:4。
[0009]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(2)將含鎵溶出液加入石灰進(jìn)行除釩處理過程，其石灰的加入量為溶出液體積的1/2~1/5，處理溫度為30-100°C，時間為60~120分鐘。[0010]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(3)將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)為PH=6~7。
[0011]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(4)將濾餅溶解在液體氫氧化鈉中，制備成的鎵酸鈉溶液含鎵為30-60 g\L。
[0012]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣包括凈化處理樹脂法鎵富集液所產(chǎn)生的一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣。
[0013]在從生產(chǎn)氧化鋁的種分母液中提取鎵的過程中，產(chǎn)生的廢棄物石灰渣在石灰渣廢棄物中鎵的含量較高，一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣中鎵的含量均在0.5%以上，和鍺石中鎵的含量(0.76%~1.85%)相當(dāng)，但高于其他礦物和工業(yè)渣中的含量。其中鋁土礦中一般含鎵0.003%~0.008%,鉛鋅礦中通常含量在0.001%~0.03%,鋅冶煉渣中含鎵一般在
0.003%~0.05%，鈦磁鐵礦和鈦鐵礦中為0.0009%~0.005%，鋼廠釩渣鎵含量為0.015%~
0.030%，煤中通常含鎵量為0.0001%~0.0045%ο
[0014]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，通過對凈化處理樹脂法鎵富集液所產(chǎn)生的一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣進(jìn)行溶出、凈化、酸堿中和、電解得到金屬鎵，實(shí)現(xiàn)了廢棄物石灰渣的資源化利用。本發(fā)明的方法，其經(jīng)濟(jì)性可與從鍺石中提取鎵和鋁土礦中回收鎵相比。在鎵的富集提取過程中，`不需要對石灰渣添加任何礦化劑進(jìn)行活化、催化或氯化處理，不產(chǎn)生腐蝕性氣體，不污染環(huán)境。無需對石灰渣進(jìn)行活化焙燒，減少能源消耗。利用高溫高壓溶出條件，破壞石灰渣的礦物結(jié)構(gòu)，一次溶出石灰渣中的鎵，其溶出率可以達(dá)到85%以上。
[0015]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，通過對凈化處理樹脂法鎵富集液所產(chǎn)生的一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣進(jìn)行溶出、凈化、酸堿中和、電解得到金屬鎵，實(shí)現(xiàn)了廢棄物石灰渣的資源化利用。
[0016]本發(fā)明的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，采用純濕法無污染不焙燒高浸出率鎵的工藝流程，既避免了生產(chǎn)中的廢氣污染問題，又能綜合利用資源，具有成本低、無污染、操作簡單、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)，有良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，將凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣，在高壓反應(yīng)釜中，以液體氫氧化鈉為溶解液，溶解液的氧化鈉濃度為160-200g\L，凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣加入比為溶解液重量的1/2~1/4，控制溶出溫度為150-200°C，對石灰渣廢棄物進(jìn)行高溫、高壓處理，保溫攪拌20飛0分鐘，使石灰渣中的鎵完全進(jìn)入溶液后，進(jìn)行過濾分離得到含鎵的溶出液。將含鎵溶出液進(jìn)行除釩處理，除雜劑為石灰，在30-100°C，攪拌60-120分鐘，過濾分離得到含鎵凈化液。將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)為ΡΗ=6~7，生成以氫氧化鎵為主要成分的白色沉淀物，過濾后得到濾餅。將濾餅溶解在1:1的液體氫氧化鈉中，制備成含鎵為30-60 g\L鎵酸鈉溶液，以此作為電解液進(jìn)行電解，在陰極析出金屬鎵。
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例
[0020]步驟一:取凈化處理樹脂法鎵富集液所產(chǎn)生的石灰渣廢棄物(成分見表1)和液體氫氧化鈉，將液體氫氧化鈉配置成氧化鈉濃度為200g/L的堿溶解液,取10升堿溶解液和3公斤石灰渣，加入到高壓反應(yīng)釜中，設(shè)定溶出溫度為150°C，到溫后保溫I小時，將溶出礦漿進(jìn)行過濾后，得到含鎵溶出液，分析溶出液化學(xué)成分(見表2)和溶出渣(溶出液濾餅)化學(xué)成分(見表3)，鎵的溶出率85.6%，達(dá)到重復(fù)上述步驟制備足量體積的含鎵溶出液。
[0021]表1 石灰渣廢棄物化學(xué)成分(單位:％)
【權(quán)利要求】
1.一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其處理過程的步驟包括: (1)將凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣加入氫氧化鈉溶液中，進(jìn)行高壓浸出，得到含鎵浸出液； (2)將含鎵溶出液加入石灰進(jìn)行除釩處理，得到含鎵凈化液； (3)將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成氫氧化鎵沉淀物，過濾后得到濾餅； (4)將濾餅溶解在液體氫氧化鈉中，制備成含鎵鎵酸鈉溶液，作為電解液進(jìn)行電解，在陰極析出金屬鎵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(1)中氫氧化鈉為溶解液的濃度為160-200g\L，溶出溫度為150-200°C，保溫攪拌20-60分鐘，石灰渣與溶解液的重量比為:1:2~1: 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(2)將含鎵溶出液加入石灰進(jìn)行除釩處理過程，其石灰的加入量為溶出液體積的I/2~I/5，處理溫度為30-100°C，時間為60~120分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(3)將含鎵凈化液與鹽酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制反應(yīng)終點(diǎn)為PH=6~7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其步驟(4)將濾餅溶解在液體氫氧化鈉中，制備成的鎵酸鈉溶液含鎵為30-60 g\L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣的處理方法，其特征在于其凈化鎵富集液產(chǎn)生的石灰渣包括凈化處理樹脂法鎵富集液所產(chǎn)生的一次石灰渣，二次石灰渣和除重渣。`
【文檔編號】C22B7/04GK103740940SQ201310678531
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】管督, 孫劍鋒, 蘆東, 秦曾言, 白鵬程, 張繼軍, 胡渤 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司