[其他]一种从氧化铝生产的分解母液中提取镓的方法

说明书

一种从氧化铝生产的分解母液中提取金属镓的方法，向碳酸化分解分离出氢氧化铝以后的母液中通入ＣＯ₂，进行彻底碳酸化分解，镓、铝以无定形水化物的形态进入沉淀，分离沉淀，去除大部分Ｎａ₂Ｏ，向沉淀中加入石灰乳脱铝，得到富镓的溶液，再通入ＣＯ₂，生成富镓的沉淀，用氢氧化钠溶解富镓沉淀，并同时加入硫化钠除重金属，制得含镓３－９ｇ／ｌ的电解液，用不锈钢作阴阳极的电解槽电解，在阴极上得到镓，再用盐酸处理，即可生产出纯度为９９．９９－９９．９９９％的金属镓。

本发明属于提取金属镓的工业方法（C22B58/00）。

目前世界上所用的金属镓，主要是从氧化铝生产的分解母液中提取的。提取方法大多分为两步，第一是制取富镓的氧化铝，第二是用氢氧化钠溶出富镓氧化铝制得电解液，电解时，在阴极上得到镓。如美国专利2，582，376。

其工艺方法是，向已分解过的铝酸钠溶液中添加氧化钙，使氧化铝以铝酸钙混合物的形态沉淀，再通入CO₂，使溶液中部份或全部铝酸钠溶液失效，制得一种富镓的氧化铝，然后把富镓的氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，接着送去电解，此方法的缺点是，铝酸钠溶液中大量的Na₂O没有预先除去就添加氧化钙，生成铝酸钙混合物的数量大，分离时，固相带走的镓多，降低了回收率，同时，大量的铝酸钙混合物，氧化铝生产难于使用，送出困难。另外对严重的铝酸钙结疤，没有找到很好的处理方法，使生产操作困难。

本发明的目的是提供一种工艺方法，该方法可以减少铝酸钙混合物的生成量，提高镓的回收率，并对铝酸钙进行恰当的处理，解决其结疤和出路问题。

本方法是在添加氧化钙之前就向碳酸分解母液中通入CO₂，使镓、铝以无定形水化物的形态进入沉淀，然后，分离沉淀，大量的Na₂O，留在液相中，将此液返回氧化铝生产系统，分离后的固体，进入脱铝过程，在石灰乳的存在下，生成铝酸钙混合物，使镓与铝的比值提高，用过滤机分离脱铝浆液，固相铝酸钙混合物，加入石灰乳搅拌后，送到氧化铝生产作脱硅添加剂，铝酸钙洗液返回镓流程配料，滤液再通入CO₂进行彻底碳酸化，镓、铝又进入沉淀，液固分离后，用氢氧化钠溶解沉淀，同时添加硫化钠除去重金属，压滤后得含镓3～9g/l澄清电解原液，在不锈钢作阴、阳极的玻璃钢槽中电解，阴极上获得金属镓，用盐酸处理电解得到的镓，即可产出纯度为99.99～99.999%的金属镓。

附图为本发明的一个实施例，详细叙述如下：氧化铝生产炭酸化分解分离出氢氧化铝后的母液即碳分母液①（成分：Na₂CO₂，120-376g/l、NaOH13-65g/l、Al₂O₂6-32g/l、镓0.01-0.1g/l）泵入碳酸化分解槽②，并通入CO₂③，进行彻底分解，通蒸汽保温65-98℃，搅拌2.5-7小时，镓、铝以无定形水化物析出，分解后的浆液泵入压滤机④进行液、固分离，分离后，滤液⑥送滤液贮槽然后，送到氧化铝生产去配制溶出熟料的溶出液，沉淀⑤进入配料槽⑦，在配料槽中，加入石灰乳⑧和铝酸钙洗液⑩，在常温下进行配料，配料时，石灰乳的加入量按CaO与Al₂O₃的克分子比2-4，CaO与CO₂的克分子比0.8-1.2计算得出。配好的料浆泵入脱铝槽并加入电解母液和石灰乳⑧，通蒸汽在85-110℃下反应1.5-4小时，生成铝酸钙混合物进入固相，将此浆液泵入过滤机进行液固分离，滤饼铝酸钙用石灰乳⑧冲后，送到氧化铝生产的脱硅工序作为脱硅添加剂，铝酸钙洗涤液⑩返回配料槽⑦配料，滤液（成份：Na₂O25-65g/l、Al₂O₃0.6-3g/l镓0.06-0.2g/l）泵入原液分解槽通入CO₂③进行彻底碳酸化分解，分解温度控制在55-95℃，镓、铝又以水化物的形态进入沉淀，分解浆液泵入压滤机进行液固分离，滤液滤液贮槽与滤液⑧混合，送氧化铝生产系统，富镓沉淀（含镓1.5-2.5%）送入溶解槽加入氢氧化钠和硫化钠溶液，通汽提温溶解，氢氧化钠的加入量按苛性Na₂O与Al₂O₃的克分子比1.5-1.9，苛性Na₂O与CO₂的克分子比0.8-1.2计算得出。硫化钠的加入量为沉淀物重量的0.5-5‰，溶解温度80～110℃，时间＞2.5小时，溶解后的浆液泵入溶解压滤机液固分离，溶渣⑨送到配料槽⑦配料，滤液，即电解原液（成份：Na₂O160-245g/l、Al₂O₃40-120g/l，镓3-9g/l）送入电解槽电解，电解条件是：电流密度是0.05-0.1安/cm²，槽电压2.5-5V，温度40-75℃，极距15-45mm，在阴极上得到金属镓（粗镓）。粗镓放入酸煮罐中进行酸煮，酸煮的条件是用0.5-5当量浓度的盐酸通入蒸汽保温60-100℃，酸液与液态金属镓搅拌2-10小时，然后静置排除盐酸，用蒸馏水充分洗涤，得到纯度为99.99-99.999%的金属镓。