[发明专利]一种从氯化铝溶液中提取镓的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属镓提取领域，特别涉及一种从氯化铝溶液中提取镓的方法。

背景技术

镓是一种重要的稀散金属，可用于半导体、太阳能、永磁材料、医疗等行业。镓作为一种稀散金属，没有独立的矿藏，主要随铝、铁矿伴生，难以独立提取，目前世界上的镓90％以上是由氧化铝拜耳母液中副产所得。对于铝土矿的处理还有一种酸法工艺，使用盐酸对矿石进行浸提，浸提液再经过处理得到氧化铝，用盐酸浸提铝土矿时，镓随着转入浸提液中。

根据近年来的研究，在一些煤炭矿藏中，也含有少量的镓，煤炭经燃烧后产生的粉煤灰中，镓含量更高。国内准格尔地区的煤炭中不但镓含量较高(12-230ug/g)，还含有大量的铝，对其中的铝和镓进行综合提取，意义重大。

针对铝土矿和粉煤灰的综合处理，首要考虑的是回收其中的铝，对于铝的提取，目前有两种工艺可供选择，分别是碱法工艺和酸法工艺。碱法工艺中提镓的方法主要包括碳分法、汞齐电解法、溶剂萃取法以及螯合树脂吸附法，报道已较多；对于酸法工艺，一般使用盐酸对粉煤灰进行浸提处理，使得铝、镓以及其他一些金属杂质形成氯化物溶解，酸法工艺进行粉煤灰处理已有工业线开始运行，但针对酸法工艺中提镓工艺的工艺和报道较少。

王英滨等人报道了“泡沫塑料吸附法从粉煤灰中提取金属镓的实验研究”(中国化学会第26届学术年会论文集，2008年7月)，采用含镓氯化铝溶液为原料，用泡沫塑料吸附法提取镓。

何佳振等报道了：从粉煤灰中回收金属镓的工艺研究“(科学研究，2002年，No.5，Page23-26)，该方法以氯化铝酸溶液为原料，采用萃淋树脂(CL-TBP)，其作用和原理和溶剂萃取类似，树脂吸附效率低，生产成本较高。

专利CN101838738A公开了“一种由粉煤灰提取金属镓的方法”，该方法以含盐酸的氯化铝溶液为原料，采用阳离子交换树脂经过两次吸附解吸对镓进行富集，后转碱电解，镓收率较高，然而产品纯度仅为99.9％，难以达到高端应用需求。

上述技术主要是以探索性研究为主，产品的纯度一般只有99.9％，并且镓富集液处理成本高，难以工业实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从氯化铝溶液中提取镓的方法，以制备高纯度的金属镓。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种从氯化铝溶液中提取镓的方法，所述氯化铝溶液中含有镓离子和铁离子，其pH值≤3，所述方法包括如下步骤：

a、将所述氯化铝溶液通入第一阴离子交换树脂柱进行镓的吸附，待树脂吸附饱和后用水或盐酸作为洗脱剂进行洗脱，得到含镓的一次洗脱液；

b、向所述一次洗脱液中加入还原剂还原铁离子，然后加入适量的盐酸或盐酸盐，以调节所述一次洗脱液中氯化氢或所加入的盐酸盐的浓度至0.5～5mol/L；

c、将步骤b所得溶液通入第二阴离子交换树脂柱，待树脂吸附饱和后用盐酸或者盐酸盐溶液对树脂进行清洗；

d、将步骤c清洗后的树脂用水或盐酸作为洗脱剂进行洗脱，得到二次洗脱液；

e、向所述二次洗脱液中加入碱溶液至沉淀不再增加并分离沉淀，向沉淀中加入碱溶液以溶解沉淀中的氢氧化镓得到溶解液，电解溶解液得到金属镓。

在本发明的方法中，所述氯化铝溶液为酸性溶液，其pH值不大于3，优选pH值不大于2；进一步pH值优选不大于1.5；更进一步优选地pH值优选不大于1。

所述氯化铝溶液优选为铝土矿或粉煤灰的盐酸溶解液，所述粉煤灰包括但不限于来自循环流化床的粉煤灰；进一步优选地，所述氯化铝溶液为将粉煤灰粉碎至100目以下，湿法磁选除铁，使粉煤灰中氧化铁的含量降至1.0wt％以下，然后向粉煤灰中加入盐酸溶液进行反应并进行固液分离，以得到的盐酸浸液，比如将盐酸加入除铁后的粉煤灰中，其中的铝、镓以及残留的铁等元素会被溶出，过滤不溶的残渣后即得盐酸浸出液，具体的粉煤灰酸溶工艺可以参见中国专利申请CN102145905A。