[发明专利]从含油砷化镓泥浆中回收镓的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，尤其涉及一种从砷化镓泥浆中回收镓的方法。

背景技术

镓(Ga)是重要的稀散金属之一，金属镓与某些金属组成的化合物半导体材料和特殊合金等，已成为当代通讯、电子计算机、宇宙开发、能源卫生等部门所需的新技术支撑材料。砷化镓是继元素半导体Ge、Si之后的第二代半导体材料，其凭借高频率、高电子迁移率、低噪音等优越的特性，应用前景令人鼓舞。

砷化镓晶体需经过切割、研磨、抛光等工序才能用于销售和使用，在这些过程中将产生大量的砷化镓废料，其成分一般包括金刚砂、砷化镓和有机物（包括润滑剂、抛光剂、清洁剂、冷却剂）等，其中镓含量在10~30%不等，可作为镓回收的原料。

目前，不含有机物质的砷化镓废料中镓的回收，一般采用真空高温分解和酸溶湿法回收。专利CN1598016A和CN101857918A分别报道了采用真空高温分解从含镓48%、砷52%的砷化镓废料中回收镓和砷的方法，但该法对设备要求高，且无法处理成分复杂的砷化镓废料；另有报道采用硝酸溶解砷化镓废料，然后采用生石灰或硫化剂除砷后回收镓，但该类方法将产生大量的氮氧化物污染环境，且除砷时须严格控制操作参数，否则易造成大量镓入渣损失。专利TWI1340767B公开了一种含镓废弃物回收镓之方法，该方法主要是将废弃的砷化镓研磨粉屑，利用擦洗、浮选、酸溶、溶媒萃取与反萃取等步骤，将镓与砷分离及进行镓金属的资源回收；其中，利用擦洗与浮选技术处理砷化镓废弃物，目的将砷化镓与研磨介质氧化铝分离，提高产品品位，并藉由酸溶、溶媒萃取与反萃取等后处理程序，达到镓与砷的分离及镓金属的回收。该专利中所述酸溶步骤中，利用热浓硫酸并加入至少30%过氧化氢增加氧化程度，极易产生剧毒气体砷烷（AsH₃）。

由于含油砷化镓泥浆成分复杂，同时含有有机物质和无机物，回收难度大，目前尚未见到关于从含油砷化镓泥浆中回收镓的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于从含油砷化镓泥浆中回收镓的方法，所述方法操作简单，成本低，资源回收利用率高。

本发明提供的一种从含油砷化镓泥浆中回收镓的方法，采用减压蒸馏除油、控电位氧化浸出、萃取除砷、造液电解，从含油砷化镓泥浆中回收得到金属镓。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：从含油砷化镓泥浆中回收镓的方法，其包括如下步骤：

步骤S1：减压蒸馏除油：将含油砷化镓泥浆置于减压蒸馏装置内，抽真空，加热装置内的含油砷化镓泥浆，分离得到油状液体和砷化镓废料；

步骤S2：控电位氧化浸出：将砷化镓废料粉碎筛分后与水均匀混合，加入氧化剂后加热，滴加浓酸，滴加过程中控制溶液电位，滴加完毕后，保温反应一段时间，固液分离，得浸出液和浸出渣；

步骤S3：萃取除砷：采用含有P204的有机相萃取浸出液中的镓，萃取后富有机相用稀酸洗涤后，采用盐酸反萃镓，得到含镓反萃液和贫有机相；

步骤S4：造液电解：将含镓反萃液pH调至4.5~6.5，过滤得氢氧化镓，再向氢氧化镓中加入液碱溶解后，电解得到金属镓。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2：控电位氧化浸出：将砷化镓废料粉碎筛分后，按液固比（4~7）：1与水均匀混合，加入质量分数为50%的过氧化氢溶液，同时加热至40~60℃，滴加质量分数为98%的浓硫酸，采用电位计的参比电极为银/氯化银电极，测量电极为铂电极，过程中控制溶液电位大于-180mv，滴加完毕后，80~90℃保温反应2~4h，固液分离，得浸出液和浸出渣。

作为本发明的进一步改进，所述过氧化氢的用量为原料中GaAs质量的1.5~1.8倍，所述浓硫酸的用量为原料中GaAs质量的1.2~1.6倍。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中含有P204的有机相由萃取剂P204、稀释剂煤油组成，所述有机相中P204与煤油体积比为（1/9~3/7）:1。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中萃取前将浸出液pH调至1.0~2.0。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中稀酸为浓度为0.1~0.5mol/L的盐酸或硫酸中的任意一种。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中用于反萃的盐酸浓度为3~6mol/L。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中萃取与反萃时，O/A比均为（1~9）：3。