[发明专利]一种生产金属镓联产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镓的生产方法，尤其是涉及一种从粉煤灰、煤矸石、高岭土等非铝土矿中生产氧化铝过程中进一步生产金属镓的方法。

背景技术：

镓是电子产业的重要原料。随着电子工业的迅猛发展，对镓的需求量越来越大，而且镓的来源也十分稀少。目前镓的来源主要是依靠铝土矿生产氧化铝过程中回收得到。其生产方法大多是石灰乳碳酸化法和树脂吸附法等；其中石灰乳碳酸化法是在氧化铝碳分母液中通二氧化碳气，进行彻底碳酸化分解，再加石灰乳脱铝，达到镓的富集，此方法形成铝酸钙，有大量铝损失；树脂吸附法是直接用树脂在氧化生产铝循环母液中，吸附镓，进行脱附，达到镓的富集，如果循环母液中镓的浓度低，其成本相对较高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种可以有效减少铝损失，提高循环母液中镓的浓度，使成本有效降低的一种从含铝非铝土矿中生产金属镓联产氧化铝的方法。

本发明的目的由如下技术方案实施：一种从含铝非铝土矿中生产金属镓联产氧化铝的方法，包括有如下步骤，

(1).制备熟料：利用粉煤灰，或煤矸石，或高岭土任一种或两种以上的组合的非铝土矿与石灰石进行烧结制备熟料；

(2).溶出熟料，得滤液和滤饼：利用碳酸钠碱液将步骤(1)中的熟料溶出，使溶出熟料中的氧化铝与氧化镓以铝酸钠和镓酸钠形式溶出，经过固液分离得粗液和硅钙渣滤饼，在所述粗液中经CO2气彻底碳酸化分解，经液固分离，所得滤液和镓含量高的氢氧化铝滤饼；

(3).循环溶出熟料：所述步骤(2)所得滤液返回到步骤(2)的所述溶出熟料中，循环溶出熟料；

(4).所述镓含量高的氢氧化铝滤饼通过拜耳法溶出系统富集到浓度为70-700ppm氧化镓：将步骤(2)中所述镓含量高的氢氧化铝滤饼进入拜耳法溶出系统，即所述拜耳法溶出系统是将步骤(2)中所述镓含量高的氢氧化铝滤饼通过氢氧化钠溶液溶出后进行液固分离，所得精制液和赤泥，所述精制液加入氢氧化铝晶种进行种子分解，其中每升精制液加入400g-800g的氢氧化铝晶种，分解得到氢氧化铝沉淀，即为氢氧化铝滤饼；氧化镓留在所述种分母液中；所述种分母液经浓缩，补氢氧化钠，使其达到所述溶出的氢氧化钠碱液浓度，所述种分母液继续溶出铝镓复合盐，经过循环溶出，至所述种分母液中氧化镓浓度富积到70-700ppm；

(5).金属镓的制备：采取树脂吸附法从上述步骤(4)中的种分母液中把镓吸附出来，用脱附剂将吸附在树脂内的镓离子脱附出来再进行分解析出，溶解，除杂，制备出合格的电解原液，在电解槽内电解得到金属镓；

(6).步骤(4)中所述氢氧化铝滤饼经洗涤、焙烧后作为冶金用氧化铝。

所述步骤(1)中粉煤灰，或煤矸石，或高岭土任一种或两种以上的组合的非铝土矿与石灰石，按重量份，所述非铝土矿∶石灰石为1∶1.5-4，烧结温度为1200℃-1450℃。

所述步骤(2)中的熟料与所述碳酸钠碱液，按固液重量份，步骤(2)中的熟料与所述碳酸钠碱液为1∶3-6。

所述步骤(2)中的所述碳酸钠碱液以Na₂O计为30g/l-90g/l。

所述步骤(2)中所需溶出温度为50℃-90℃；所需溶出时间为0.5-1.5小时。

所述步骤(2)中所述彻底碳酸化分解的温度为50℃-90℃；分解时间为0.5-4小时。

所述步骤(4)中所述镓含量高的氢氧化铝滤饼和所述氢氧化钠溶液的固液重量份为1∶5-10，其中所述氢氧化钠溶液的浓度为以Na₂O计为180g/l-220g/l。

所述步骤(4)中在所述氢氧化钠溶液中的溶出温度130℃-160℃，溶出时间为20分钟-90分钟。

所述步骤(4)中所述精制液加入氢氧化铝晶种进行种子分解，所需分解温度为40℃-80℃；所需分解时间为48-80小时。

所述步骤(5)中所述树脂吸附法是采用螯合树脂从所述种分母液中把镓吸附进所述螯合树脂内，再用脱附剂将吸附在所述螯合树脂内的镓离子脱附出来再进行分解析出，溶解，除杂，制备出合格的电解原液，在电解槽内电解得到金属镓。

本发明的优点在于：工艺简单，不仅从粉煤灰、煤矸石、高岭土中将氧化铝分离出来，同时也将镓提取出来。使粉煤灰、煤矸石、高岭土等非铝土矿得到充分的综合利用。同时采用该方法生产镓成本低，镓回收率高，方法简便，易行，便于工业化生产。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：