[发明专利]一种从粉煤灰中提取金属镓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从粉煤灰中提取金属镓的方法，尤其适用于使用盐酸浸取在酸性溶液和一定氯酸根存在下提取金属镓。

背景技术

镓是一种很重要的稀散金属，用途广泛，特别是砷化镓主要用作半导体材料，其用量占99％。目前镓在国际市场上的价格极高，市场前景看好。但是镓的储量较少，在地壳中的含量约占万分之一点五，几乎不形成矿物，通常以类质同晶的形式进入其他矿物，因此对它的提取相当困难。我国有较为丰富的镓资源，它们产于铝土矿的伴生镓占50％以上，其次为钼、煤、铜、铅锌和铁矿中的伴生矿产，因此提取镓的重要原料是锌的硫化物矿、铝矾土矿和粉煤灰。目前，世界上90％的镓是从以铝土矿为主要原料的氧化铝工业的副产物中得到的，约10％是从湿法炼锌渣中回收的，从粉煤灰中提取镓的报到很多，但大多很难推广应用。

近年的研究表明，在一些地区的粉煤灰中镓含量很高，达到甚至超过矿床水平。已有的研究证实，粉煤灰中镓的含量一般为12-230μg/g，与其它资源中的镓含量相比，具有较高的提取价值，可以作为一种提取金属镓的原料。

专利200810051209.5“从粉煤灰中提取金属镓的方法”公开了一种由粉煤灰提取氧化铝同时提取镓的方法。该方法是通过酸溶、碱溶来获得含偏铝酸钠溶液，再经分步碳分-氢氧化钠溶解法富集分离镓。

专利CN101284668A公开了“一种从高铝粉煤灰中提取二氧化硅、氧化铝及氧化镓的方法”，该方法是将粉煤灰提取氧化硅后得到的残渣经处理后得到含镓偏铝酸钠溶液，以此作为分离富集镓的母液，然后采用分步碳分-氢氧化钠溶解法和树脂吸附法进行镓的富集。

专利CN101117662A公开了“一种生产镓联产氧化铝的方法”，该专利将粉煤灰处理后，得到含镓偏铝酸钠溶液，然后采用拜尔法溶出系统富集镓，再采用螯合树脂树脂吸附的方法进一步分离富集镓。

专利CN101130835A公开了“一种提取镓的生产方法”，以粉煤灰生产氧化铝过程中得到的中间产物碳分母液为原料，经与碳酸氢钠反应和彻底碳酸化后，得到镓精矿。

此外，赵毅等报道了“从粉煤灰中分离镓的实验研究”(华北电力技术，1998年，No.1，Page35-37)，研究表明，将粉煤灰与石灰石烧结、经碳酸钠溶液浸出后得到的含镓偏铝酸钠溶液，可以作为分离富集镓的母液，通过分步碳酸化-氢氧化钠溶解的方法镓实现镓的提取。以上专利和文献均采用提取过程中得到的碳分(或种分)母液为原料进行镓的分离富集，即提取镓的母液均是含镓的偏铝酸钠溶液。

王英滨等人报道了“泡沫塑料吸附法从粉煤灰中提取金属镓的实验研究”(中国化学会第26届学术年会论文集，2008年7月)，采用酸性的含镓氯化铝溶液为原料，采用泡沫塑料吸附的方法提取镓。此酸性含镓氯化铝溶液是将粉煤灰与碳酸钠在高温烧结，然后与盐酸反应得到的。

专利CN101255504A公开了“从粉煤灰和煤矸石中提取镓的生产工艺”，采用吸附柱吸附的方法从含镓氯化铝溶液中提取镓，其使用的含镓氯化铝溶液也是将粉煤灰与碳酸钠混合煅烧，经水浸、碳分，再与盐酸反应制得的。

专利CN101864525A公开了“一种由粉煤灰提取镓的方法”，将粉煤灰与盐酸反应制得含镓氯化铝溶液，采用大孔型阳离子树脂柱进行镓的吸附的方法从含镓氯化铝溶液中提取镓。

何佳振等报道了“从粉煤灰中回收金属镓的工艺研究”(科学研究，2002年，No.5，Page23-26)，将粉煤灰不经高温煅烧而是直接与盐酸反应，得到含镓氯化铝溶液，经树脂吸附提取镓。由于该方法中粉煤灰与盐酸反应温度较(60℃)，使得镓的浸出率较低(35.2％)；另外，该方法采用的树脂为萃淋树脂(Cl-TBP)，其作用原理与溶剂萃取的机理相似，是将萃取剂的活性基团与树脂共聚固化得到的，由于固化的活性基团不足，树脂的吸附效率较低，切采用树脂进行吸附生产成本较高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种使用盐酸浸取粉煤灰中的镓，在酸性溶液和一定氯酸根存在下使用磷酸三丁酯纤维柱富集提取镓的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种从粉煤灰中提取金属镓的方法，包括以下顺序和步骤：

a)将盐酸和粉煤灰反应，得到含镓的盐酸浸出液。

b)调整盐酸酸度和氯根离子的浓度，将盐酸浸出液通过磷酸三丁酯纤维柱进行镓的吸附。

c)使用稀盐酸解脱液进行洗脱。

d)向洗脱液中加入氢氧化钠溶液进行反应，得到含镓的偏铝酸钠溶液，过滤生成的沉淀，以除去溶液中的铁。