[发明专利]一种从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物综合利用、离子交换技术领域，具体地，本发明涉及一种从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓的方法。

背景技术

稀散金属镓是一种具有卓越性能的合金半导体材料和薄膜太阳能电池材料，随科技的进步，其应用领域逐渐扩展到军工、航天等领域，需求量呈现迅速上升势头。目前，工业上镓主要以副产品的形式从拜耳法生产氧化铝的种分母液中获得。

CN 101560602A公开了一种从溶液中回收镓，特别涉及从氧化铝厂种分母液中用离子交换法回收镓（Ga)。该发明的特征是用EDTA（乙二胺四乙酸，下同）的水溶液从饱和树脂中淋洗镓。得到的Ga淋洗液用H₂SO₄调pH至pH=0~3，以结晶析出EDTA。过滤后滤渣（含EDTA）送去配淋洗剂，滤液用NaOH调pH至pH=3~6，以中和沉淀出Ga(OH)₃。过滤后滤渣（含镓）送去碱溶，以制备电解原液，电解法制备金属镓；滤液送去配淋洗剂。该方法中，采用强酸参与镓的回收，对设备的损害极大，且会污染环境，同时其回收率较低，不能满足现有需要。

CN 101538659A公开了一种回收金属镓的方法，是将氧化铝分解母液通过一种含有季胺基的碱性阴离子交换树脂，其特征在于所说的碱性阴离子交换树脂是经下述过程得到的：由含有丙烯腈的单烯单体和复合交联剂按照单烯单体和复合交联剂的重量比例为80:20~98:2、制孔剂、引发剂存在下进行自由基共聚得到共聚物；再与含有2个或2个以上胺基的有机化合物或者其水溶液反应80~200℃后，再与甲醛和甲酸反应，再与卤代烃反应得到含有季胺基的碱性阴离子交换树脂。该方法采用特殊树脂，需要复杂的工艺过程制备，成本较高，且镓的回收率不能满足现有需求。

但是受铝土矿品位和资源储量的限制，未来我国金属镓的稳定生产将受到一定程度的制约。同时，我国铝镓伴生煤炭资源极为丰富，远景储量超过1000亿吨，潜在高铝粉煤灰资源量达300亿吨以上，潜在镓储量逾百万吨。但目前尚未实现有效提取，资源浪费严重。

目前国内对于拜耳法提镓工艺的研究较多，但对高铝粉煤灰体系回收镓的科学研究与工业化生产尚未形成，相关报道较少。尤其对于预脱硅－碱石灰烧结法处理粉煤灰提取氧化铝多联产技术，其矿相结构复杂，镓的浓度较低、走向分散，富集与电解难度较大。

CN 102154565A公开了一种从流化床粉煤灰经酸法提取金属镓的方法，所述方法包括：a）将粉煤灰粉碎后进行湿法磁选除铁，然后与盐酸反应得到盐酸浸液；b）将盐酸浸液通入大孔型阳离子树脂柱进行镓的吸附，待树脂吸附饱和后用洗脱剂进行洗脱，得到含镓的洗脱液；c）向洗脱液中加入掩蔽剂掩蔽铁离子后再次通入大孔型阳离子树脂柱，待树脂吸附饱和后用洗脱剂进行洗脱，得到一次洗脱液；d）向二次洗脱液中加入氢氧化钠溶液进行反应并滤除沉淀，浓缩后进行电解，得金属镓。但该方法中，离子吸附前需对样品进行除铁及酸化处理，工艺复杂，同时盐酸对环境污染严重，且会对设备及操作者造成极大损害，不利于工业化生产。

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从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓的方法。该方法镓富集效率高，生产工艺简单，原料来源丰富，经济、环境效益显著。所述方法包括：采用具有丙烯腈-二乙烯基苯结构和/或胺肟基结构的树脂为离子交换树脂，以含有硫化物及氢氧化物的溶液为淋洗液，从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓。

优选地，所述方法包括以下步骤：

（1）吸附：将高铝粉煤灰提取氧化铝工艺中的种分母液通过具有丙烯腈-二乙烯基苯结构和/或胺肟基结构的树脂的吸附塔，至吸附饱和；

（2）淋洗：以含有硫化物及氢氧化物的溶液为淋洗液，通过吸附塔至淋洗完全，得到高浓度淋洗液和低浓度淋洗液。

优选地，所述方法包括以下步骤：

（1）吸附：将高铝粉煤灰提取氧化铝工艺中的种分母液通过具有丙烯腈-二乙烯基苯结构和/或胺肟基结构的树脂的吸附塔，至吸附饱和；

（1′）洗涤：使洗涤液通过吸附塔；

（2）淋洗：以含有硫化物及氢氧化物的溶液为淋洗液，通过吸附塔至淋洗完全，得到高浓度淋洗液和低浓度淋洗液。