[发明专利]一种粉煤灰制备氯化铝结晶协同产出金属镓的方法

权利要求书

1.一种粉煤灰制备氯化铝结晶协同产出金属镓的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将粉煤灰与盐酸水溶液混合配成浆料，所述浆料在160～190℃下进行酸溶反应1～5h，经固液分离得到盐酸浸出液；

所述盐酸水溶液中HCl与粉煤灰中氧化铝混合的摩尔比为0.65:1～2:1；

(2)将所述盐酸浸出液在100～130℃下进行蒸发，再将蒸发所得料液在温度为40～85℃，压力为0.01～0.04Mpa的条件下进行结晶，并经固液分离后得到氯化铝结晶Ⅰ和母液Ⅰ；用水溶解所述氯化铝结晶Ⅰ得到氯化铝溶液，在20～60℃的温度下，向所述氯化铝溶液中通入流速为0.2～2L/min的HCl气体进行盐析结晶，盐析结晶至盐析结晶后的氯化铝溶液中的HCl质量浓度达到28％～31％，得到氯化铝结晶Ⅱ和盐析母液；

(3)将所述盐析母液和所述母液Ⅰ合并，并经萃取后得到萃取相，所述萃取相再经反向萃取后得到含镓原液；再用碱性水溶液调节所述含镓原液至pH值≥12，并过滤得到含铁滤渣和滤液；用酸性水溶液继续调节所述滤液的pH值至中性，并过滤得到含镓滤饼；

将所述含镓滤饼溶解于碱性水溶液中，得到富镓溶液；

其中，向所述盐析母液和所述母液Ⅰ中加入萃取剂进行所述萃取，所述盐析母液与所述母液Ⅰ的体积之和与所述萃取剂的体积比为1:1.5～1:4；向所述萃取相中加入反向萃取剂进行所述反向萃取；所述萃取相与所述反向萃取剂的体积比为1:1～5.5:1；

所述萃取剂选自磷酸三丁酯或甲基异丁基甲酮；所述反向萃取剂选自氢氧化钠水溶液；

(4)向所述富镓溶液中加入硫化物水溶液在40～100℃下进行反应0.5～3h，过滤后得到电解原液，电解所述电解原液后得到金属镓，所述电解在电压为3～5V、温度为30～60℃的条件下进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸溶反应在180～190℃，转速为100～300r/min的条件下进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉煤灰经研磨至10～100μm后，再与盐酸水溶液混合配成浆料，所述盐酸水溶液的质量浓度为14％～36.6％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，用水溶解所述氯化铝结晶Ⅰ得到浓度为280～310g/L的氯化铝溶液。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述反向萃取剂选自浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述碱性水溶液可选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液；所述酸性水溶液可选自盐酸水溶液；

所述含镓滤饼溶解于浓度为1.5～4.2mol/L的碱性水溶液中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

步骤(4)中，所述富镓溶液与所述硫化物水溶液的体积比为50:1～100:1，所述硫化物水溶液的浓度为0.3～2.2mol/L，所述硫化物水溶液可选自硫化钾水溶液。

8.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述粉煤灰选自由循环流化床产生的粉煤灰，所述粉煤灰包含25～32wt％的SiO₂、40～57wt％的Al₂O₃、0.5～3.5wt％的TiO₂、1.6～8.0wt％的CaO、0.5～4.0wt％的Fe₂O₃和0.1～2.0wt％的MgO，所述SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、MgO、Fe₂O₃和CaO的质量之和占所述循环流化床产生的粉煤灰总量的90wt％以上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述粉煤灰包含26～30wt％的SiO₂、45～55wt％的Al₂O₃、1.0～3.0wt％的TiO₂、2.6～6.0wt％的CaO、1.6～3.0wt％的Fe₂O₃和0.1～0.4wt％的MgO。