[发明专利]一种从棕刚玉烟尘中高效提取镓的方法

说明书

本发明提供一种从棕刚玉烟尘中高效提取镓的方法，包括以下步骤：首先，将棕刚玉烟尘与焙烧添加剂混合，获得混合物；其次，将所述混合物焙烧，获得第一产物；再次，将所述第一产物加入酸性溶液中进行浸泡，获得第二产物；最后，对所述第二产物进行固液分离，获得含有镓的浸出液。与现有技术相比，本发明提供的方法工艺简单、容易操作，原料成本低廉；本发明利用焙烧与酸浸相结合的方式，提供了一种以棕刚玉烟尘为原料，高选择性的提取金属镓的全新的工艺路线。实验数据表明，采取本发明的方法对棕刚玉烟尘中的金属镓进行提取，镓的浸出率最高可达98％以上，并能够将杂质硅的浸出率控制在0.6％以下。

技术领域

本发明属于棕刚玉烟尘中有价成分回收的技术领域，具体涉及一种从棕刚玉烟尘中高效提取镓的方法。

背景技术

棕刚玉烟尘指的是棕刚玉生产过程中，电弧炉高温冶炼的过程排放的烟尘。棕刚玉烟尘的来源包括机械尘(如无烟煤的细煤粉，铁屑带来的氧化铁粉，铝土矿焙烧时碎块中的矿物料)，还包括高温焙烧过程中产生的化学尘。按照3％～5％的粉尘量进行计算，我国每年所产生的棕刚玉烟尘量高达数万吨。高浓度的烟尘的排放会对生态环境造成严重的危害，大多数厂家选择将刚玉烟尘征地堆放或掩埋，这种处理方式也会对土地造成污染。

棕刚玉烟尘中所含的镓是一种重要的有价金属，在电子工业以及其他高科技领域中均有重要的应用价值。如果能够利用棕刚玉烟尘高效的提取镓元素，不仅具有环境效益，也具有经济效益。现有的从棕刚玉烟尘中提取镓的方法主要有两种：

一种是直接酸浸法，即采用盐酸、硫酸等酸性溶液将棕刚玉烟尘中的镓直接浸出，再通过离子交换或萃取的方式回收富集。这种方法存在过滤难度大、镓提取率不高的问题。文献(《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》，2018年28卷9期，P1862-1868)提到了采用氢氟酸和硫酸形成的混合酸对棕刚玉烟尘中的镓进行浸出的方法，在一定程度上提高了镓的提取效率，但浸出液中大量氟离子的残留增加了后续废液的处理难度，且容易对环境造成危害。

另一种是采取烧结与碱浸相结合的方式，先在刚玉烟尘中加入烧结剂，再经过经制料、焙烧、磨细、碱浸、分离、碱浸、电解、精炼提纯而制得镓。该方法相对直接酸浸法，镓的浸出率有所提高，但工艺路线相对复杂，需经过两段碱浸及电解提纯。此外，该方法还存在一个弊端，就是杂质硅的溶出率比较高，后续从浸出液中提纯镓金属时，仍需要考虑杂质硅的影响，对后续的工艺处理带来不便。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种提取效率高、对杂质硅的选择性好、工艺流程简单、且容易操作的从棕刚玉烟尘中高效提取镓的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种从棕刚玉烟尘中高效提取镓的方法，包括以下步骤：

S1、将棕刚玉烟尘与焙烧添加剂混合，获得混合物；

S2、将所述混合物焙烧，获得第一产物；

S3、将所述第一产物加入酸性溶液中进行浸泡，获得第二产物；

S4、对所述第二产物进行固液分离，获得含有镓的浸出液。

在上述技术方案的基础上，所述棕刚玉烟尘与所述焙烧添加剂的质量比为1：(0.5～1.3)。

在上述技术方案的基础上，所述焙烧添加剂选自碳酸钙、碳酸钠或氧化钙中的一种或多种的组合。

在上述技术方案的基础上，所述焙烧的温度为750～950℃。

在上述技术方案的基础上，所述焙烧的时间为1～3h。

在上述技术方案的基础上，所述酸性溶液为体积浓度10～30％的浓硫酸。