[发明专利]从刚玉电弧炉冶炼烟尘中提取金属镓的方法

摘要

本发明公开了一种从刚玉电弧炉冶炼烟尘中提取金属镓的方法，它在刚玉烟尘中加入配料CaCO₃和K₂CO₃，然后经制料、焙烧、磨细、碱浸、分离、碱浸、电解、精炼提纯而制得金属镓，CaCO₃的加入量按与刚玉烟尘的重量比为：刚玉烟尘∶CaCO₃＝1.00∶1.30～1.45；K₂CO₃的加入量按与刚玉烟尘的重量比为：刚玉烟尘∶K₂CO₃＝1.00∶0.14～0.19。本发明采用碱法从刚玉烟尘中提取金属镓产品，它具有工艺简单、成本低、提取率高、产品纯度高、对环境污染小、并能回收利用其副产品的优点。

主权项

1、一种从刚玉电弧炉冶炼烟尘中提取金属镓的方法，其特征在于：它在刚玉烟尘中加入配料CaCO3和K2CO3，然后经制料、焙烧、磨细、碱浸、分离、碱浸、电解、精炼提纯而制得金属镓，配料中的CaCO3和K2CO3加入量根据刚玉烟尘中SiO2、Al2O3、K2O、SO42-、Fe2O3的含量确定，并且K2CO3采用循环母液中的K2CO3补充，CaCO3和K2CO3的加入量还应满足焙烧中K2O·Al2O3、K2O·Ga2O3、β-2CaO·SiO2、K2O·Fe2O3新相生成时CaO和K2O的反应计量要求，配料中CaCO3和K2CO3的具体加入量以及各道工序的具体方法如下：CaCO3的加入量按与刚玉烟尘的重量比为： 刚玉烟尘∶CaCO3＝1.00∶1.30～1.45K2CO3的加入量按与刚玉烟尘的重量比为： 刚玉烟尘∶K2CO3＝1.00∶0.14～0.19制料时，将加入配料的刚玉烟尘混匀后经12小时以上陈化处理再压制成型，使其含水量为12％～14％，然后再用半干法加压成型制块；焙烧时，将制块在300℃以下温度经脱水处理后再在1200℃～1250℃的高温下焙烧，使其完成新相转化反应；将焙烧料粉碎后研磨至小于200目，然后将其放入碱浸液中进行搅拌浸出，在搅拌浸出时，控制其液固比为3∶1，浸出温度大于80℃，浸出时间20分钟～40分钟，然后将浸出渣在上述参数下再洗涤一次，并将洗水返回下批料浸出使用，浸出液和用于浸出的循环母液中的K2CO3含量控制在10～20克/升；分离时，将浸出液净化脱硅后加Al(OH)3晶种在40℃～50℃温度下慢速搅拌，用晶种分解法分离大部分Al，使K2O·Al2O3大部分以Al(OH)3形式水解析出分离，以CO2为碳酸化剂，在40℃～50℃温度下进行深度碳酸化处理5～6小时，终点PH值控制在8.5～9.0，使残留于溶液中的Al转化为K2O·Al2O3·2CO2·2H2O组成与K2O·Ga2O3·2CO2·2H2O一道以沉淀形式析出，而获得富镓产品；在富镓料浸出时，浸出在高浓度KOH溶液中进行，并在80℃～90℃温度下搅拌浸出，而且根据富镓料中K2O·Al2O3·2CO2·2H2O以及K2O·Ga2O3·2CO2·2H2O和KHCO3化学组成和计量，计算其浸出中KOH的耗量，确保浸出中上述组分分别转化为KAlO2、KGaO2、K2CO3新相进入溶液；在电解提取金属镓时，将电解液温度控制在35℃～50℃，槽电压为5～6V，电流密度为0.3～0.5A/cm2，以Ni板为阳极，不锈钢板为阴极；在Al2O3含量小于150g/L，Ga大于2g/L时，可在αk～1.6溶液中，直接进行电解；将上述工艺中获得的粗镓进一步电解提纯，提纯时，在25％～30％的KOH水溶液介质中进行，并以粗镓为阳极，用铂金作为阴极，其它条件与电解提取镓相同。