專利名稱：一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法
一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法技術(shù)領(lǐng)域一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，涉及一種對鎵提純過程中產(chǎn)生的含 鎵廢液的回收方法。
技術(shù)背景高純鎵是以粗鎵為原料，采用化學萃取、電解精煉、區(qū)域熔煉及拉單晶等 多種提純方法綜合提純而成，其中多個過程均涉及到酸液或堿液對粗鎵中的雜 質(zhì)萃取或以酸性溶液、堿性溶液對粗鎵表面進行保護，以避免液態(tài)鎵表面與空氣接觸被氧化，從而產(chǎn)生大量含鎵的酸堿廢液。廢液來源有以下幾個方面其 一，利用化學萃取法除去粗鎵中的雜質(zhì)，產(chǎn)生一定的含鎵廢液。萃取法是目前 鎵提純方法中常用的一種提純方式，原理是用萃取液將溶于鎵中的雜質(zhì)元素溶 解出來的方法，在進行化學萃取時，金屬鎵呈液態(tài)，根據(jù)化學勢的原理，溶解 在萃取液中的物質(zhì)，其活度比單質(zhì)的大，溶解在液態(tài)鎵中的雜質(zhì)元素，更易于 與萃取液反應。萃取液所要除去的雜質(zhì)，同萃取液的種類、濃度、接觸程度有 很大聯(lián)系。該法在除雜的同時，有少量鎵也溶解在其中，從而給精鎵的產(chǎn)出率 造成一定的損失。其二，電解精制過程中產(chǎn)生的廢液。電解提純以粗鎵原料為 陽極，以高純鎵為陰極，用堿溶液做電解液，在電解槽中進行電解。電解過程 中，電位在鎵后面的雜質(zhì)不溶聚集在陽極區(qū)的底部，較鎵負電性的雜質(zhì)被留在 溶液中而不與鎵一起析出，用這種方法可將粗鎵提純到99. 999%以上的高純鎵。 電解后期，要用高純水、酸液對電解陽極、陰極產(chǎn)品、電解電極材料、電解槽 等進行處理，從而產(chǎn)生含鎵廢液。其三，在蒸餾、結(jié)晶等提純方式中，采用熱 酸熱水處理海綿鎵及金屬鎵表面的氧化膜，產(chǎn)生含鎵廢液。在鎵提純所產(chǎn)生的廢液中鎵離子濃度為10 20g/L，離子濃度偏低，酸堿度 不一，直接回收處理量大，電流效率低?，F(xiàn)有的鎵電解回收方法中，采用不銹 鋼板做電極材料，很容易造成回收過程中金屬鎵中雜質(zhì)尤其是Fe、 Ni等雜質(zhì)含 量的升高，而這些雜質(zhì)是提純過程中比較難以除去的雜質(zhì)之一，為下一步高純 鎵的制取增加難度，不適于高純鎵生產(chǎn)過程中鎵廢液的回收。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效解決提 純過程各種廢液中鎵的回收問題，且不引入新的雜質(zhì)，使富集后廢液中鎵離子濃度可達到2g/L以下的從提純鎵的廢液中回收鎵的方法。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于回收過程是首先將廢液過濾除去黑色浮渣及鈍化膜，然后將廢液進行中和，控制中和溶液的ra值使鎵形成沉淀，靜置，抽去上清液，分離出沉降料漿；再在沉淀料漿中加入固體堿， 溶解料漿，將溶解后的料漿溶液進行電解回收鎵。本發(fā)明的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于所述的控制中 和溶液的PH值為6. 0 7.5。本發(fā)明的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于所述的在沉淀 固含為150 200 g/L的料漿中加入含量大于98%的氫氧化鈉顆粒，在80 150 。C條件下溶解料漿，溶解料漿成份為溶液中苛性堿含量在80 200g/L，鎵含 量為60 150g/L。本發(fā)明的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于所述的溶解后 的料漿溶液進行電解回收鎵時，維持回收液中苛堿濃度為80 200g/L，電解溫度 35 65。C，電流密度1000 2000A/m2，回收時間72 96小時。本發(fā)明的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于所述的將廢液 進行中和過程，其在堿性廢液中加入的是酸性廢液，在酸性廢液中加入的是堿 性廢液，最后用氧氧化鈉堿液或鹽酸將中和液調(diào)整至PH值為6. 0 7. 5。由于堿作用于鎵鹽溶液或酸作用于鎵酸鹽溶液可制備Ga(0H)3，隨著溶液pH 升高，水合鎵(III)離子逐步水解，在不同pH范圍內(nèi)鎵的不同水解物占優(yōu)勢的 形式如下Ga3+(pH0 2.8)， Ga(OH廣(pH 2. 8 3. 5) ， Ga(0H)/( pH 3. 5 4. 5) 。 Ga(OH):) 從pH3. 0開始出現(xiàn)。氫氧化鎵或鎵的堿式鹽開始沉淀的pH值隨溶液中Ga"的增 大和溫度的升高而減少，并與鹽的陰離子有關(guān)。沉淀放置時間越短越易溶于苛 性堿中?；厥找褐墟夒x子在陰極上的還原反應 Ga02—+2H20+3e—Ga I +40H—將回收后金屬鎵作為原料，進入下一步生產(chǎn)流程進行提純。 在生產(chǎn)中含鎵的廢液分為酸性、堿性兩種，本發(fā)明的一種從提純鎵的廢液 中回收鎵的方法，將兩種廢液中和至鎵離子以氫氧化物的形式沉淀析出，使分 散在廢液中的鎵得以富集，不僅可以使其中的有用成份得以回收，而且解決了 廢液的排放問題，將廢棄物轉(zhuǎn)化為可利用資源，達到以廢制廢的目的，實現(xiàn)鎵提純生產(chǎn)過程的無害化排放。中和后的料漿利用其自身重量自沉降，進行液固分離，用固體堿溶解，不 需增加大型設備，操作便宜，成本低廉?；厥詹坳帢O呈環(huán)狀交替分布，以防止回收過程陰極區(qū)的Ga3+趨于貧化，提高電流效率?；厥詹鄄馁|(zhì)為非金屬材質(zhì)，陽 極、陰極材料均采用不溶隋性電極，防止電極材料在電解過程中參與電化學反 應，析出金屬雜質(zhì)對回收產(chǎn)品形成二次污染。本發(fā)明的方法一方面通過對廢液中有效成份富集，使有價成份得以回收， 同時解決了廢液的排放問題，達到"以廢制廢"的效果；另一方面，可利用鎵 提純的電解裝置，不需要再專門設置廢液鎵回收裝置，操作便宜，成本低廉， 簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率。
具體實施方式
一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，將含鎵廢液進行真空過濾，除去黑 色浮渣及鈍化膜；在攪拌條件下，將不同酸堿度的廢液進行中和，調(diào)整溶液的 pH值6.0 7.5，使鎵離子以氫氧化物的形式沉淀析出，充分攪拌后靜置3 4 小時，抽去上清液。往沉降料漿中加入固體氫氧化鈉，控制溶液中苛性堿含量 在80 200g/L，在80 150。C條件下溶解料漿，配制成回收液。將回收液裝入 回收槽中，控制電解溫度35 65"，電流密度1000 2000A/m2，回收時間72 96小時。對回收液進行電解回收。實施例1(1) 將待處理的含鎵廢液進行過濾，去除溶液中的黑色浮渣與氧化膜。(2) 將不同酸堿度的濾液混合，其中鎵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物，溶液中出現(xiàn) 白色沉淀，在攪拌的情況下調(diào)整溶液的pH值6.5，使鎵離子完全轉(zhuǎn)化為鎵的氫 氧化物。(3) 將配制好的溶液靜置3小時，抽去上清液，保存沉淀析出物。(4) 將固體氫氧化鈉加入沉淀料漿，調(diào)整苛堿濃度120g/L，在9(TC左右 溶解沉淀，配制成回收液。(5) 將上述調(diào)配好的溶液緩慢加入到回收槽中，接好電極，準備電解。(4) 接通直流電源，控制陰極電流密度1000 A/m2，開始電解，電解過程 中溶液溫度保持在4(TC左右。(5) 電解進行96小時，取出電極，放出回收產(chǎn)品，產(chǎn)品經(jīng)化學處理，封 存，分析回收后殘存溶液中的Ga"濃度為1.35g/L。實施例2(1) 將待處理的含鎵廢液進行過濾，去除溶液中的黑色浮渣與氧化膜。(2) 將不同酸堿度的濾液混合，其中鎵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物，溶液中出現(xiàn) 白色沉淀，在攪拌的情況下調(diào)整溶液的PH值6. 4，使鎵離子完全轉(zhuǎn)化為鎵的氫 氧化物。(3) 將配制好的溶液靜置4小時，抽去上清液，保存沉淀析出物。(4) 將固體氫氧化鈉加入沉淀料漿，調(diào)整苛堿濃度130g/L，在95'C左右 溶解沉淀，配制成回收液。(5) 將上述調(diào)配好的溶液緩慢加入到回收槽中，接好電極，準備電解。(4) 接通直流電源，控制陰極電流密度1200 A/m2,開始電解，電解過程 中溶液溫度保持在45'C左右。(5) 電解進行96小時，取出電極，放出回收產(chǎn)品，產(chǎn)品經(jīng)化學處理，封 存，分析回收后殘存溶液中的Ga"濃度為1. 18g/L。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。
權(quán)利要求
1.一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在于回收過程是首先將廢液過濾除去黑色浮渣及鈍化膜，然后將廢液進行中和，控制中和溶液的PH值使鎵形成沉淀，靜置，抽去上清液，分離出沉降料漿；再在沉淀料漿中加入固體堿，溶解料漿，將溶解后的料漿溶液進行電解回收鎵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在 于所述的控制中和溶液的PH值為6. 0 7. 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在 于所述的在沉淀固含為150 200 g/L的料漿中加入含量大于98%的氫氧化鈉顆 粒，在80 15(TC條件下溶解料漿，溶解料漿成份為溶液中苛性堿含量在80 200g/L，鎵含量為60 150g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在 于所述的溶解后的料漿溶液進行電解回收鎵時，維持回收液中苛堿濃度為80 200g/L，電解溫度35 65°C，電流密度1000 2000A/m2，回收時間72 96小時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，其特征在 于所述的將廢液進行中和過程，其在堿性廢液中加入的是酸性廢液，在酸性廢 液中加入的是堿性廢液，最后用氧氧化鈉堿液或鹽酸將中和液調(diào)整至PH值為 6. 0 7. 5。
全文摘要
一種從提純鎵的廢液中回收鎵的方法，涉及一種對鎵提純過程中產(chǎn)生的含鎵廢液的回收方法。其特征在于回收過程是首先將廢液過濾除去黑色浮渣及鈍化膜，然后將廢液進行中和，控制中和溶液的pH值使鎵形成沉淀，靜置，抽去上清液，分離出沉降料漿；再在沉淀料漿中加入固體堿，溶解料漿，將溶解后的料漿溶液進行電解回收鎵。本發(fā)明的方法一方面通過對廢液中有效成份富集，使有價成份得以回收，同時解決了廢液的排放問題，達到“以廢制廢”的效果；另一方面，可利用鎵提純的電解裝置，不需要再專門設置廢液鎵回收裝置，操作便宜，成本低廉，簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號C22B58/00GK101333606SQ200810115799
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者劉彩玫, 劉靜麗, 暉 常, 張學英, 濤 程 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司