[发明专利]一种从铟镓溶液中分离提取铟和镓的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体是涉及一种铟镓溶液中分离提取铟和镓的方法。

背景技术

铟和镓作为稀散金属元素，是重要的工业材料，常用于合金、传感器和半导体中。由于两种元素的稀缺性，从一些工业废料或电子废弃物中回收铟或镓成为了重要的途径。铟镓经常同时存在于某些工业废料中，如冶炼锌渣、铟镓合金靶材废料和废弃铟镓砷探测器等，回收的过程中难免会涉及到两元素的分离。而铟和镓在溶液离子状态时性质比较接近，分离提取有一定难度，所以成为行业普遍存在的问题。

现有从溶液中分离铟镓的方法主要是用P204萃取剂先萃取铟，然后从萃余液中回收镓，但萃取铟时会有部分镓被共萃入有机相中，造成镓回收率低下。另外也有文献报道通过水解沉淀来分离，但两者的水解pH值比较接近，控制难度大，容易夹带共沉，造成产物不纯或回收率低。

发明内容

针对目前存在的问题，本发明提供一种铟镓溶液中分离提取铟镓的方法，主要以有机磷酸试剂为萃取剂，通过完全共萃铟镓—反萃铟—反萃镓或完全共萃铟镓—反萃镓—反萃铟的工艺过程进行，然后从各自的反萃液中水解或置换得到相应的铟产品或镓产品。

   本发明的工艺依次为以下步骤：

   1. 萃取：以有机磷酸类试剂（P204、P507、P501、Cyanex272、Cyanex301、B312）中的一种或几种为萃取剂，以（磺化煤油、苯）中的一种为稀释剂，配成有机相，萃取剂浓度为5%~30%.待萃液pH调至1~2.5范围内，然后加入有机相萃取, 相比O/W为1:5~5:1范围，温度保持在5~50℃范围内，搅拌或离心2~30min, 然后分液。

   2. 反萃铟：以6~12 mol/L的浓盐酸为反萃剂，对1步骤中的萃后有机相进行反萃，温度保持在5~50℃范围内，相比O/W为8:1~1:1范围, 搅拌或离心2~30min, 得到富含铟离子的水相，然后分液。

   3. 反萃镓：以0.1~1mol/L的草酸溶液为反萃剂，对2步骤中的反萃后有机相进一步反萃，温度保持在5~50℃范围内，相比O/W为8:1~1:1范围, 搅拌或离心2~30min, 得到富含镓离子的水相，然后分液。

   4. 对2中的富含铟离子的水相加入锌或铝置换得到单质铟，或者加入碱类物质如氨水、氢氧化钠、氢氧化钙等，得到氢氧化铟沉淀。

   5. 对3中的富含镓离子的水相加入理论量1~1.5倍的沉淀剂，形成草酸钙，其中沉淀剂为（氯化钙、氢氧化钙、氧化钙、硝酸钙、硫酸钙）中的一种或几种，反应温度为5~80℃范围，然后过滤除去草酸钙，滤后液用锌或铝置换得到单质镓，或者加入碱类物质如氨水、氢氧化钠、氢氧化钙等，得到氢氧化镓沉淀。

   本发明的工艺反萃顺序互换，其它工艺参数不变也可以实现，依次为以下步骤：

1. 萃取：以有机磷酸类试剂（P204、P507、P501、Cyanex272、Cyanex301、B312）中的一种或几种为萃取剂，以（磺化煤油、苯）中的一种为稀释剂，配成有机相，萃取剂浓度为5%~30%.待萃液pH调至1~2.5范围内，然后加入有机相萃取, 相比O/W为1:5~5:1范围，温度保持在5~50℃范围内，搅拌或离心2~30min, 然后分液。

2. 反萃镓：以0.1~1mol/L的草酸溶液为反萃剂，对1步骤中的萃后有机相进行反萃，温度保持在5~50℃范围内，相比O/W为8:1~1:1范围, 搅拌或离心2~30min, 得到富含镓离子的水相，然后分液。

   3. 反萃铟：以6~12 mol/L的浓盐酸为反萃剂，对2步骤中的反萃后有机相进一步反萃，温度保持在5~50℃范围内，相比O/W为8:1~1:1范围, 搅拌或离心2~30min, 得到富含铟离子的水相，然后分液。

   4. 对2中的富含镓离子的水相加入理论量1~1.5倍的沉淀剂，形成草酸钙，其中沉淀剂为（氯化钙、氢氧化钙、氧化钙、硝酸钙、硫酸钙）中的一种或几种，反应温度为5~80℃范围，然后过滤除去草酸钙，滤后液用锌或铝置换得到单质镓，或者加入碱类物质如氨水、氢氧化钠、氢氧化钙等，得到氢氧化镓沉淀。

   5. 对3中的富含铟离子的水相加入锌或铝置换得到单质铟，或者加入碱类物质如氨水、氢氧化钠、氢氧化钙等，得到氢氧化铟沉淀。

   本发明的特点在于：

  （1）充分利用铟和镓在有机磷酸类萃取剂中的共萃性质，化不利因素为有利因素，完全将两种元素同时萃入有机相，然后分别反萃回收铟和镓，分离彻底，回收率高。