一种从镓镁合金废料中回收镓的方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A method of recovering gallium from gallium magnesium alloy scrap

The invention provides a method for recovering gallium from gallium and magnesium alloy waste, including the following steps: A) after milling gallium and magnesium alloy waste through sieving, mixing with water, getting the first mixed liquid, B) adding the first acid agent to the first mixture, heating up to 30~100, stirring reverse, and getting the second mixture, the first acid agent. Mole ratio of medium hydrogen to gallium and magnesium alloy waste is (2.1 ~ 2.6):1; the mass concentration of the first acid agent is 10 ~ 100%; C) cooling the second mixture to less than 29 C, and getting filtrate and coarse gallium; D) crude gallium and diacid agent to be stirred and washed, and the gallium product is obtained after filtration. The invention uses the difference of metal electrode potential, and controls the addition of the acid agent, so that the magnesium in the gallium magnesium alloy scrap enters the solution in the form of ion, the gallium is separated in the form of liquid, the selective leaching is removed and the impurity is removed, and the 4N metal gallium is obtained directly.

【技术实现步骤摘要】
一种从镓镁合金废料中回收镓的方法
本专利技术属于镓资源回收
，尤其涉及一种从镓镁合金废料中回收镓的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从镓镁合金废料中回收镓的方法，本专利技术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。本专利技术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。优选的，所述步骤A)中镓镁合金废料过100～150目筛。优选的，所述步骤A)中镓镁合金废料与水的质量比为1：(3～10)。优选的，所述步骤B)中反应的温度为40～95℃；所述步骤B)中反应的时间为0.5～3小时。优选的，所述第二酸剂的质量浓度为2～5％；所述第二酸剂与粗镓的质量比为(3～10):1。优选的，所述洗涤的温度为30～100℃；所述洗涤的时间为1～4小时。优选的，所述步骤D)过滤后得到镓产品和洗涤液；将所述洗涤液与所述步骤C)中的滤液混合，调节pH值至5～6，过滤得到氢氧化镓沉淀。优选的，所述镓镁合金废料中镓的质量分数为40～70％；所述镓镁合金废料中镁的质量分数为30～50％。本专利技术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；所述第一酸剂与镓镁合金废料中镁的质量比为(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。不同于现有技术中采用电解的方式，本专利技术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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术中回收方法的流程图。具体实施方式本专利技术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％，优选为30％～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。在本专利技术中，所述镓镁合金废料中镓的质量分数优选为40～70％，更优选为50～60％,具体的，可以是50％、52％或60％；所述镓镁合金中镁的质量分数优选为30～50％，更优选为40～50％，具体的，可以是39.5％、47.6％或49.5％。本专利技术将所述镓镁合金废料进行球磨过100～150目筛，然后与水混合均匀，得到第一混合液；所述镓镁合金废料与水的质量比优选为1：(3～10)，更优选为1:5。在本专利技术中，所述第一酸剂优选为盐酸、硫酸或硝酸；所述第一酸剂的质量浓度优选为30～100％，更优选为32～50％；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优选为(2.1～2.6)：1；所述第一酸剂滴加的速度优选为5～7小时加完。所述反应的温度优选为30～100℃，更优选为40～95℃，具体的，可以是40℃、50℃、55℃、60℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃；所述反应的时间优选为0.5～3小时，具体的，可以是1小时、2小时或3小时。所述镓镁合金废料与第一酸剂的反应化学式如下(以盐酸为例)：GaxMgy+2yHCl＝xGa+yMgCl2+yH2式1；反应完毕后，镓镁合金废料溶解完全，溶液中产生银白色的液态镓，本专利技术通过控制第一酸剂的加入量，使镁以离子形式进入滤液，镓则以液态镓的形式从溶液中析出，本方法只是把镁当做杂质浸出，98％以上的镓直接以4N镓的形式回收，只有1～2％的镓进入了滤液。本专利技术将第二混合液冷却至29℃以下，进行过滤，得到滤液和粗镓，得到的粗镓加第二酸剂进行搅拌洗涤，洗涤后过滤得到4N镓产品。在本专利技术中，所述第二酸剂优选为盐酸、硫酸；所述第二酸剂的用量优选为粗镓质量的4～6倍；所述第二酸剂的质量浓度优选为2～5％，更优选为3～4％；所述洗涤的温度优选为30～100℃，更优选为40～70℃，最优本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一酸剂为盐酸、硫酸或硝酸。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中镓镁合金废料过100～150目筛。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)中镓镁合金废料与水的质量比为1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷亮，刘鸿飞，朱刘，
申请(专利权)人：清远先导材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44