[其他]一種從氧化鋁生產(chǎn)的分解母液中提取鎵的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000163
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN1006235B
• 公開（公告）日: 1989-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江中一;范澄中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東鋁廠
• 代理公司: 山東省專利服務(wù)處
• 代理人: 楊思明

一種從氧化鋁生產(chǎn)的分解母液中提取金屬鎵的方法，向碳酸化分解分離出氫氧化鋁以后的母液中通入ＣＯ₂，進(jìn)行徹底碳酸化分解，鎵、鋁以無(wú)定形水化物的形態(tài)進(jìn)入沉淀，分離沉淀，去除大部分Ｎａ₂Ｏ，向沉淀中加入石灰乳脫鋁，得到富鎵的溶液，再通入ＣＯ₂，生成富鎵的沉淀，用氫氧化鈉溶解富鎵沉淀，并同時(shí)加入硫化鈉除重金屬，制得含鎵３－９ｇ／ｌ的電解液，用不銹鋼作陰陽(yáng)極的電解槽電解，在陰極上得到鎵，再用鹽酸處理，即可生產(chǎn)出純度為９９．９９－９９．９９９％的金屬鎵。

本發(fā)明屬于提取金屬鎵的工業(yè)方法（C22B58/00）。

目前世界上所用的金屬鎵，主要是從氧化鋁生產(chǎn)的分解母液中提取的。提取方法大多分為兩步，第一是制取富鎵的氧化鋁，第二是用氫氧化鈉溶出富鎵氧化鋁制得電解液，電解時(shí)，在陰極上得到鎵。如美國(guó)專利2，582，376。

其工藝方法是，向已分解過的鋁酸鈉溶液中添加氧化鈣，使氧化鋁以鋁酸鈣混合物的形態(tài)沉淀，再通入CO₂，使溶液中部份或全部鋁酸鈉溶液失效，制得一種富鎵的氧化鋁，然后把富鎵的氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液中，接著送去電解，此方法的缺點(diǎn)是，鋁酸鈉溶液中大量的Na₂O沒有預(yù)先除去就添加氧化鈣，生成鋁酸鈣混合物的數(shù)量大，分離時(shí)，固相帶走的鎵多，降低了回收率，同時(shí)，大量的鋁酸鈣混合物，氧化鋁生產(chǎn)難于使用，送出困難。另外對(duì)嚴(yán)重的鋁酸鈣結(jié)疤，沒有找到很好的處理方法，使生產(chǎn)操作困難。

本發(fā)明的目的是提供一種工藝方法，該方法可以減少鋁酸鈣混合物的生成量，提高鎵的回收率，并對(duì)鋁酸鈣進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚恚鉀Q其結(jié)疤和出路問題。

本方法是在添加氧化鈣之前就向碳酸分解母液中通入CO₂，使鎵、鋁以無(wú)定形水化物的形態(tài)進(jìn)入沉淀，然后，分離沉淀，大量的Na₂O，留在液相中，將此液返回氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，分離后的固體，進(jìn)入脫鋁過程，在石灰乳的存在下，生成鋁酸鈣混合物，使鎵與鋁的比值提高，用過濾機(jī)分離脫鋁漿液，固相鋁酸鈣混合物，加入石灰乳攪拌后，送到氧化鋁生產(chǎn)作脫硅添加劑，鋁酸鈣洗液返回鎵流程配料，濾液再通入CO₂進(jìn)行徹底碳酸化，鎵、鋁又進(jìn)入沉淀，液固分離后，用氫氧化鈉溶解沉淀，同時(shí)添加硫化鈉除去重金屬，壓濾后得含鎵3～9g/l澄清電解原液，在不銹鋼作陰、陽(yáng)極的玻璃鋼槽中電解，陰極上獲得金屬鎵，用鹽酸處理電解得到的鎵，即可產(chǎn)出純度為99.99～99.999%的金屬鎵。

附圖為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，詳細(xì)敘述如下：氧化鋁生產(chǎn)炭酸化分解分離出氫氧化鋁后的母液即碳分母液①（成分：Na₂CO₂，120-376g/l、NaOH13-65g/l、Al₂O₂6-32g/l、鎵0.01-0.1g/l）泵入碳酸化分解槽②，并通入CO₂③，進(jìn)行徹底分解，通蒸汽保溫65-98℃，攪拌2.5-7小時(shí)，鎵、鋁以無(wú)定形水化物析出，分解后的漿液泵入壓濾機(jī)④進(jìn)行液、固分離，分離后，濾液⑥送濾液貯槽然后，送到氧化鋁生產(chǎn)去配制溶出熟料的溶出液，沉淀⑤進(jìn)入配料槽⑦，在配料槽中，加入石灰乳⑧和鋁酸鈣洗液⑩，在常溫下進(jìn)行配料，配料時(shí)，石灰乳的加入量按CaO與Al₂O₃的克分子比2-4，CaO與CO₂的克分子比0.8-1.2計(jì)算得出。配好的料漿泵入脫鋁槽并加入電解母液和石灰乳⑧，通蒸汽在85-110℃下反應(yīng)1.5-4小時(shí)，生成鋁酸鈣混合物進(jìn)入固相，將此漿液泵入過濾機(jī)進(jìn)行液固分離，濾餅鋁酸鈣用石灰乳⑧沖后，送到氧化鋁生產(chǎn)的脫硅工序作為脫硅添加劑，鋁酸鈣洗滌液⑩返回配料槽⑦配料，濾液（成份：Na₂O25-65g/l、Al₂O₃0.6-3g/l鎵0.06-0.2g/l）泵入原液分解槽通入CO₂③進(jìn)行徹底碳酸化分解，分解溫度控制在55-95℃，鎵、鋁又以水化物的形態(tài)進(jìn)入沉淀，分解漿液泵入壓濾機(jī)進(jìn)行液固分離，濾液濾液貯槽與濾液⑧混合，送氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，富鎵沉淀（含鎵1.5-2.5%）送入溶解槽加入氫氧化鈉和硫化鈉溶液，通汽提溫溶解，氫氧化鈉的加入量按苛性Na₂O與Al₂O₃的克分子比1.5-1.9，苛性Na₂O與CO₂的克分子比0.8-1.2計(jì)算得出。硫化鈉的加入量為沉淀物重量的0.5-5‰，溶解溫度80～110℃，時(shí)間＞2.5小時(shí)，溶解后的漿液泵入溶解壓濾機(jī)液固分離，溶渣⑨送到配料槽⑦配料，濾液，即電解原液（成份：Na₂O160-245g/l、Al₂O₃40-120g/l，鎵3-9g/l）送入電解槽電解，電解條件是：電流密度是0.05-0.1安/cm²，槽電壓2.5-5V，溫度40-75℃，極距15-45mm，在陰極上得到金屬鎵（粗鎵）。粗鎵放入酸煮罐中進(jìn)行酸煮，酸煮的條件是用0.5-5當(dāng)量濃度的鹽酸通入蒸汽保溫60-100℃，酸液與液態(tài)金屬鎵攪拌2-10小時(shí)，然后靜置排除鹽酸，用蒸餾水充分洗滌，得到純度為99.99-99.999%的金屬鎵。