[发明专利]一种从粉煤灰中提取镓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属回收领域，具体而言，涉及一种从粉煤灰中提取镓的方法。

背景技术

镓作为一种重要的半导体材料，在航空航天、电子技术等高新技术领域得到越来越广泛的应用，它的需求量也在逐年增加。但是，镓是一种稀散金属，它的来源范围较小。目前90%的镓是从炼铝工业的副产品中获得。研究表明，在一些地区的粉煤灰中镓的含量也很高，一般为12～230μg·g^-1，达到甚至超过矿床水平，也极具有提取价值，可以作为一种镓提取的原料。

目前，从粉煤灰中提取镓的方法主要有以下几种：

专利CN101255504A公开了“从粉煤灰和煤矸石中提取镓的生产工艺”，其是将粉煤灰与碳酸钠混合后高温煅烧，经水浸、碳分，再与盐酸反应制得含镓氯化铝溶液，最后采用吸附柱吸附的方法从含镓氯化铝溶液中提取镓。这种方法中，粉煤灰的反应活性较低，金属离子的溶出率较低，因此镓的提取率受到限制。此外，工艺流程繁复，不利于大规模生产。

专利CN101368231A公开了一种从流化床粉煤灰经酸法提取金属镓的工艺，其是将粉煤灰通过酸溶、碱溶后得到纯化的含镓偏铝酸钠母液，再经分步碳酸化得到富镓母液，电解得到金属镓。这种方法中，将循环流化床粉煤灰经酸溶、碱溶和碳酸化得到碱性含镓母液，能够有效地去除铁、铝等金属离子杂质。但是，酸碱中和会导致成本过高，同时，一部分镓会随着氢氧化铁胶体的吸附而损失，从而会降低镓的提取率。

由此可知，目前从粉煤灰中提取镓的方法中，镓的提取率有限，且成本较高。因此，有必要设计一种低成本、提取率高的镓提取方法。

发明内容

本发明旨在提供一种从粉煤灰中提取镓的方法，以解决现有技术中粉煤灰提取镓的提取率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从粉煤灰中提取镓的方法，其包括以下步骤：酸溶步骤：将粉煤灰进行湿法磁选除铁，然后将其加入盐酸中，反应后进行固液分离，得到溶出液；吸附步骤：将溶出液通过提镓树脂进行离子吸附，得到离子吸附树脂；一次解吸步骤：用第一解吸剂对离子吸附树脂进行一次解吸，以将离子吸附树脂中的Fe³⁺解吸，得到一次解吸树脂；二次解吸步骤：用第二解吸剂对一次解吸树脂进行二次解吸，以将一次解吸树脂中的镓离子解吸，得到解吸液；电解步骤：电解解吸液，得到金属镓；其中，提镓树脂为离子交换树脂。

进一步地，上述一次解吸步骤中，用pH为2.0～4.0的第一解吸剂对离子吸附树脂进行一次解吸，优选将第一解吸剂由下至上通过含有离子吸附树脂的树脂柱，以对离子吸附树脂进行一次解吸；当通过离子吸附树脂的溶液中Fe³⁺的浓度小于0.001mg·L^-1时，停止一次解吸步骤。

进一步地，上述一次解吸步骤中，第一解吸剂为硫氰酸铵/四丁基溴化铵/水混合溶液、硫氰酸铵/四丁基氯化铵/水混合溶液、硫氰酸铵/正丙醇/水混合溶液或硫氰酸铵/正丙醇/氯化钠/水混合溶液等；优选地，硫氰酸铵/四丁基溴化铵/水混合溶液中硫氰酸铵的浓度大于5.5×10^-3mol·L^-1，四丁基溴化铵的浓度大于7.0×10^-4mol·L^-1；优选地，硫氰酸铵/四丁基氯化铵/水混合溶液中，硫氰酸铵的浓度为大于5.5×10^-3mol·L^-1，四丁基氯化铵的浓度为大于7.0×10^-4mol·L^-1；优选地，硫氰酸铵/正丙醇/水混合溶液中，硫氰酸铵的浓度为大于6.0×10^-2mol·L^-1，正丙醇的浓度为大于4mol·L^-1；优选地，硫氰酸铵/正丙醇/氯化钠/水混合溶液中，硫氰酸铵的浓度为大于6.0×10^-2mol·L^-1，正丙醇的浓度为大于4mol·L^-1，氯化钠的浓度为大于3.42mol·L^-1；优选地，第一解吸剂的温度为20～50℃，流速为1～2B·V^-1。

进一步地，上述二次解吸步骤中，将第二解吸剂在20～50℃的条件下，以1～3B·V^-1的流速对一次解吸树脂进行二次解吸，优选将第二解吸剂由下至上通过含有一次解吸树脂的树脂柱，以对一次解吸树脂进行二次解吸。