[发明专利]一种从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其涉及一种从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法。

背景技术

稀散金属镓呈银白色，低温时硬而脆，室温时就熔融，纯镓及低熔点含镓合金用作核反应的热交换介质、高温温度计的填充材料，由于其特殊的物理化学性质，镓用作制造砷化镓、磷化镓等半导体材料，是通讯、电子计算机、航天航空、能源卫生领域不可或缺的材料之一。镓在地壳中含量约占十万分之二，比锡还多，但是镓在大自然中很分散，常以类质同相形式存在于煤矿、铝土矿、锌锗矿、铁矿、铜矿中，没有独立的具有单独开采价值的镓矿床，提炼困难，90%的镓是从铝土矿中提取铝或从锌矿石提取锌时的副产物得到。

我国攀西地区的钒钛磁铁矿原矿中含镓0.0019%，经选矿、高炉冶炼、提钒炼钢后，由于镓的亲铁性，大部分镓随铁进入钢或生铁中，其它则分布在尾矿、瓦斯灰、瓦斯泥、提钒尾渣、吹钒烟尘、转炉烟尘、转炉污泥等其它冶金固体废弃物中，例如提钒尾渣中镓含量0.008%～0.015%，吹钒烟尘中镓含量0.030%～0.040%，转炉污泥中镓含量0.015%～0.025%，转炉烟尘中镓含量0.015%～0.025%，这些冶金固体废弃物除了含铁较高外，还含有镓、锌等其它各种有价元素。如不合理利用，不但造成大量堆积带来的土地破坏、环境污染等问题，也造成了有价元素的丢失。因此，对这些低品位镓、铁冶金固体废弃物合理的综合利用，既可以带来经济效益，又可以解决环境问题，对钒钛磁铁矿的综合利用具有重要意义。

上述可知，有必要对现有技术进一步完善。

发明内容

本发明是为了解决现有冶金固体废弃物不合理利用不仅造成土地破坏、环境污染等问题，而且造成有价元素的大量丢失的问题而提出一种能有效回收利用冶金固体废弃物中的有价元素的从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

上述的从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法包括以下步骤：a）含镓生铁的制备：将低品位含镓、铁原料与碳质还原剂按一定配比配比冷固结压制成球团，干燥后在电炉中还原熔炼制成含镓生铁；b）浇铸阳极板：将所述步骤a）得到的含镓生铁浇铸成含镓阳极板；c）电解分离镓铁：将所述步骤b）得到的含镓阳极板选用电解液体系，在电流密度为150A/m²～300A/m²，Fe²⁺浓度为45g/L～65g/L，pH值为3.5～4.5，NH₄Cl浓度为100g/L～150g/L条件下电解制取电解铁粉和含镓阳极泥；d）含镓阳极泥焙烧、酸浸除铁：将所述步骤c）得到的含镓阳极泥焙烧一段时间，冷却后取出，然后捣碎用酸溶液浸一段时间；e)镓的萃取：将步骤d）得到的酸浸过滤液采用萃取液来萃取酸浸过滤液中的镓，得到富镓有机相萃余液；f)反萃取：将步骤e)得到的萃余液采用碱溶液溶解反萃取，得到镓反萃取液；g)中和水解除杂：将步骤f)得到的反萃取液控制水解沉淀PH值将Ga³⁺与Fe²⁺、Ti³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺分离，将反萃取液加碱调节PH值，生成沉淀；h)、碱溶：将步骤g)得到的反萃液加碱碱化；i)电积制镓：将步骤h)得到的溶液再进行电积制取粗镓，粗镓经再提纯后可制取生产半导体材料的精镓。

所述从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法，其中：所述步骤a）中低品位含镓、铁原料与碳质还原剂配比为（5～10）:1；所述步骤a）中低品位含镓、铁原料的铁、镓的质量百分比分别为：Fe₂O₃为20%～40%，Ga为0.003%～0.020%；所述步骤a）中所述碳质还原剂为普通煤粉、焦炭粉、石墨粉中的至少一种。

所述从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法，其中：所述步骤c)中的所述电解液体系采用氯盐电解液体系。

所述从低品位含镓、铁的原料中回收镓和铁的方法，其中：所述步骤d）中是将所述步骤c）得到的含镓阳极泥放在马弗炉中600℃～900℃焙烧1～3小时，自然冷却后取出，捣碎,然后在浸出温度75～95℃下用水与浓盐酸体积比例为1:1的盐酸溶液里浸出1～3小时。