[发明专利]一种从镓镁合金废料中回收镓的方法

说明书

本发明提供一种从镓镁合金废料中回收镓的方法，包括以下步骤：A)将镓镁合金废料球磨过筛后，与水混合，得到第一混合液；B)向所述第一混合液中滴加第一酸剂，升温至30～100℃，搅拌反应，得到第二混合液；所述第一酸剂中氢的摩尔量与镓镁合金废料中镁的摩尔量比为(2.1～2.6)：1；所述第一酸剂的质量浓度为10～100％；C)将所述第二混合液冷却至29℃以下过滤，得到滤液和粗镓；D)粗镓加第二酸剂进行搅拌洗涤，过滤后得到镓产品。本发明利用金属电极电位的差异，同时控制酸剂的加入量，使镓镁合金废料中的镁以离子的形式进入溶液，镓以液态的形式分离，选择性浸出除杂，更容易除掉其中的杂质，直接得到4N金属镓。

技术领域

本发明属于镓资源回收技术领域，尤其涉及一种从镓镁合金废料中回收镓的方法。

背景技术

镓，是一种稀散元素，元素符号为Ga，原子质量为69.72。金属镓的熔点为29.78±0.005℃，沸点为2403℃。固体镓为蓝灰色，液体镓为银白色。镓在地壳中的含量为0.0015％。自然界中的镓分布比较分散，多以伴生矿存在，主要赋存在铝土矿中，少量存在于锡矿、钨矿和铅锌矿中。根据美国地质调查局2015年发布的数据，全球铝土矿中镓的储量超过100万吨，锌矿中还有一定储量的镓资源。虽然铝土矿和锌矿中所含的镓资源相对较多，但目前能从中开发回收的镓资源量却很少。

目前，金属镓的消费领域包括半导体和光电材料、太阳能电池、合金、医疗器械、磁性材料等，其中半导体行业已成为镓最大的消费领域，约占总消费量的80％。随着镓下游应用行业的快速发展，尤其是半导体行业和太阳能电池行业，未来金属镓需求也将稳步增长。根据美国地址调查局2014年发布的数据，2013年全球精镓的产量约为200吨，粗镓产量约为280吨，世界粗镓产能为470吨，精镓产能为300吨，回收产能为200吨。

镓镁合金，是制备三甲基镓的原料。高纯三甲基镓等金属有机化合物，是金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)、化学束外延(CBE)过程中生长光电子材料的最重要、也是目前用量最大的原料，广泛应用于生长铟镓砷氮(InGaAsN)、铟镓砷(InGaAs)、铟镓磷(InGaP)等化合物半导体薄膜材料。在镓镁合金的合成过程中会产生一部分废料，随着三甲基镓用量的增加，产生镓镁合金废料亟待回收，镓的回收对于降低成本和资源循环利用有重要的意义。

镓的传统回收方法是把含镓物料用酸或者碱溶解，再除杂，然后通过电解回收镓。专利105567982报道了一种从氮化镓物料中回收镓的方法：用强碱加氧化剂的方法使物料溶解，然后通过电解沉积得到金属镓。专利105087935报道了从铜铟镓硒废料中回收稀散金属的方法：用强酸溶解物料，再用强碱把溶液调到中性过滤得到滤渣，然后滤渣用碱溶解得到镓的溶液，然后电解回收其中的镓。以上两种回收镓的方法都属于传统方法，先溶解，再除杂，再电解，流程较长，能耗大。

目前尚未有专利及文献报道从镓镁合金中回收镓的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从镓镁合金废料中回收镓的方法，本发明中的方法无需通过电解，直接得到4N镓，降低了成本，简化了工艺流程。

本发明一种从镓镁合金中废料中回收镓的方法，包括以下步骤：

A)将镓镁合金废料球磨过筛后，与水混合，得到第一混合液；

B)向所述第一混合液中滴加第一酸剂，升温至30～100℃，搅拌反应，得到第二混合液；

所述第一酸剂的氢的摩尔量与镓镁合金废料中镁的摩尔量比为(2.1～2.6)：1；所述第一酸剂的质量浓度为10～100％；

C)将所述第二混合液冷却至29℃以下过滤，得到滤液和粗镓；

D)粗镓加第二酸剂进行搅拌洗涤，过滤后得到镓产品。

优选的，所述第一酸剂为盐酸、硫酸或硝酸。