镓的回收方法技术

本发明专利技术提供由拜耳液回收金属镓的镓的回收方法，包含在电渗析含镓反向捕集液而浓缩镓的同时回收酸的电渗析工序，由所得到的镓浓缩液除去铁成分的除铁工序，中和得到的除铁以后的镓液，对生成的氢氧化镓浆料进行超过滤浓缩的超过滤工序，使用碱溶液溶解所浓缩的氢氧化镓浆料的再溶解工序，对再溶解得到的镓碱性电解液进行电解从而回收金属镓的电解工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由铝矾土制造氧化铝的拜耳工序生成的拜耳液(铝酸钠水溶液)回收镓的方法，更详细地讲，涉及在使水不溶性取代羟基喹啉构成的螯合剂与拜耳液接触，使该螯合剂捕集镓，使含取代羟基喹啉的反向捕集液与得到的镓捕集螯合剂接触而把镓萃取到反向捕集液中，由所得含镓反向捕集液回收金属镓的中，由镓浓度极低的含镓反向捕集液高效地回收金属镓的。
技术介绍
在拜耳工序中，虽然使用氢氧化钠溶液进行从铝钒土中萃取氧化铝成分，但在该铝矾土的氢氧化钠萃取溶液(拜耳液)中也随氧化铝成分一起萃取含在铝矾土中的微量的镓，拜耳液中也含有微量的镓。并且，由于镓作为半导体化合物或闪烁器等的原料使用，故迄今进行从拜耳液回收镓。对回收镓的方法提出了例如汞齐化法等的几种的方法，提出了使与镓形成螯合物的螯合剂的取代羟基喹啉负载在多孔树脂构成的吸附基材上制造吸附材料，使该吸附材料与拜耳液接触，使吸附材料捕集拜耳液中的镓，然后使用盐酸水溶液或硫酸水溶液等的强酸性水溶液构成的反向捕集液从该吸附材料中萃取镓，从所得含镓反向捕集液中回收镓的方法(例如，参照特开昭60-42,234号，特公平4-38,453号及特公平7-94,324号的各公报)，估计是现在最好的方法。另外，对工业上从这样所得含镓反向捕集液中分离回收金属镓的方法，还提出了使该含镓反向捕集液与阴离子或阳离子的离子交换树脂接触选择性地捕捉镓，然后使用盐酸水溶液或硫酸水溶液或者纯水等的洗提液萃取被离子交换树脂捕捉的镓，浓缩制造酸性镓溶液，将该酸性镓溶液进行电解获得金属镓的方法(例如，参照 Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry 5thed.，Vol.A12，pp163-167(1989))。然而，上述中，作为反向捕集液，不仅使用强酸性水溶液，而且由于作为使用离子交换树脂浓缩时的洗提液也使用大量的强酸性水溶液，故必然产生大量的废酸，这些废酸中含有来自拜耳液的镓以外的各种金属杂质为主的许多的杂质，例如即使是在回收镓用的同一工艺中也不能简单地再利用，大量地产生的废酸的废弃处理变成负担。另外，还提出了不是直接对所得酸性镓溶液进行电解，而是一次使用碱性水溶液进行中和生成氢氧化镓，然后过滤所得氢氧化镓浆液回收氢氧化镓，接着将该氢氧化镓溶解在碱溶液中成为碱性镓溶液，把该碱性镓溶液作为镓碱性电解液采用直流电进行电解精炼回收金属镓的方法(例如，参照特公昭56-38,661号公报)。然而，该方法中，使用碱中和生成的氢氧化镓的结晶充其量为2μm左右，是极微细结晶，存在浆液成凝胶状后采用通常的沉降浓缩或过滤浓缩操作时需要时间长的问题。而且，对该镓碱性电解液进行电解回收金属镓的方法中，除非将镓碱性电解液中的铁离子浓度降到5ppm以下，优选降到2ppm以下，则电解回收金属镓时不可避免地产生海绵状镓，除了金属镓的回收率降低外，必须将生成的海绵状镓废弃或返回到最初的处理工序。此外，作为采用电解从镓的碱性水溶液中获得金属镓的方法，为了防止氢氧化镓变成微细的结晶，例如提出了与黄钾铁矾(Fe3(SO4)2(OH)6)等的镓沉降性好的物质一起共沉淀，由所得沉淀物“使用苛性钠溶解浸出镓”制备镓碱性电解液，供给电解的方法(参照特开2001-97,716号公报)。然而，该方法中直到制备镓碱性电解液的工序变得复杂，此外，产生黄钾铁矾等的添加试剂的回收或废弃处理的新问题。
技术实现思路
本专利技术者等为了解决上述以往的从拜耳液中回收镓方法中的各种问题而潜心研究的结果，发现通过采用随电渗析浓缩含镓反向捕集液一起回收酸的电渗析工序，和将所得镓浓缩液中的铁成分形成氢氧化铁分离除去的除铁工序，及中和该除铁工序得到的除铁以后的镓液后进行超过滤获得浓缩氢氧化镓的浓缩浆液的超过滤工序，可再利用酸而不产生大量的废酸，提高镓碱性电解液的镓浓度后，不仅可以提高电解工序的电流效率，而且可以降低废液量，还可尽量地减少海绵状镓的生成，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术的目的在于提供，其特征是，使水不溶性取代羟基喹啉构成的螯合剂与拜耳液接触而使该螯合剂捕集镓，使所得到的镓捕集螯合剂与含取代羟基喹啉的反向捕集液接触，把镓萃取到反向捕集液中，从所得的含镓反向捕集液中回收金属镓，可实现酸的再利用，不产生大量的废酸，提高镓碱性电解液的镓浓度后，不仅可以提高电解工序的电流效率，而且可以降低废液量，还可以尽量地减少海绵状镓的生成。即，本专利技术是在使水不溶性取代羟基喹啉构成的螯合剂与拜耳液接触而使该螯合剂捕集镓，使得到的镓捕集螯合剂与含取代羟基喹啉的酸水溶液构成的反向捕集液接触而把镓萃取到反向捕集液中，从所得的含镓反向捕集液中回收金属镓的中，包含随电渗析上述含镓反向捕集液而浓缩镓同时地回收酸的电渗透工序，和对该电渗析工序得到的镓浓缩液调节pH，分离除去析出的氢氧化铁得到除铁以后的镓液的除铁工序，中和所得到的除铁以后的镓液使之生成氢氧化镓，然后对该氢氧化镓浆液进行超过滤，得到浓缩氢氧化镓的浓缩浆液的超过滤工序，使用碱溶液溶解得到的氢氧化镓的浓缩浆料制造镓碱性电解液的再溶解工序，对得到的镓碱性电解液进行电解回收金属镓的电解工序。本专利技术中，对使水不溶性取代羟基喹啉构成的螯合剂与拜耳液接触后使该螯合剂捕集镓的捕集工序，和使该捕集工序得到的镓捕集螯合剂与含取代羟基喹啉的酸水溶液构成的反向捕集液接触从而把镓萃取在反向捕集液中获得含镓反向捕集液的反向捕集工序，可以直接采用使用水不溶性取代羟基喹啉作为螯合剂的以往公知的方法，具体地，例如可举出特开平7-94,324号公报所述的方法。另外，本专利技术在进行上述含镓反向捕集液的电渗析的电渗析工序中，含镓捕集液的酸浓度通常是0.4～2N，进行电渗析从而通常可使该酸浓度在0.4N以下，优选为0.2N以下，因此可以得到含镓反向捕集液中的镓浓度浓缩到1.2倍以上，优选到1.5倍以上的镓浓缩液，同时可有意义地回收酸，实现酸的再利用，作为该电渗析工序使用的电渗析装置没有特殊限制，例如可以直接使用德山株式会社制TS-50-740型等市售的装置。该电渗析工序得到的镓浓缩液，通常其中的铁离子浓度是5ppm以上，再供给除铁工序，进行除铁，使铁离子浓度在0.5ppm以下，优选达到0.2ppm以下，作为除铁以后的镓液回收。该除铁工序中，对于镓浓缩液，首先在镓浓缩液中添加碱，将pH值调节到10～13，优选调节到12～12.5，然后采用增稠器等的手段分离除去该pH调节生成析出的氢氧化铁。该除铁工序得到的除铁以后的镓液的铁离子浓度比0.5ppm高时，难以有意义地抑制海绵状镓的生成。此外，除铁工序得到的除铁以后的镓液供给其后的超过滤工序，首先进行中和使之生成氢氧化镓，接着采用超过滤浓缩得到的氢氧化镓浆料，成为浓缩氢氧化镓的浓缩浆料。该超过滤工序中，有关除铁以后的镓液的中和处理，通过添加酸把pH值调节到7±0.6，优选调节到7±0.3进行，另外，对于该中和处理得到的氢氧化镓浆料的超过滤处理，作为处理装置单元例如可以使用平面膜模件，管型模件，螺旋式模件，中空丝(毛细管)模件，整体式模件，槽浸渍式模件，旋转圆盘膜模件等的各种的模件，以防止固体成分向膜表面沉降、可高浓度地浓缩的观点考虑，可优选使用旋转圆盘膜模件。而此时可使氢氧化镓浆料最初的固体分浓度0本文档来自技高网...

【技术保护点】
镓的回收方法，其特征是，在使含有水不溶性取代羟基喹啉的螯合剂与拜耳液接触而使该螯合剂捕集镓、使得到的捕集了镓的螯合剂与含取代羟基喹啉的酸水溶液构成的反向捕集液接触而把镓萃取到反向捕集液中、从所得到的含镓反向捕集液中回收金属镓的镓的回收方法中，包含在随电渗析上述含镓反向捕集液而浓缩镓的同时回收酸的电渗析工序，对上述电渗析工序得到的镓浓缩液调节ｐＨ，分离除去析出的氢氧化铁从而得到除铁以后的镓液的除铁工序，中和所得到的除铁以后的镓液，生成氢氧化镓，然后对该氢氧化镓浆料进行超过滤，得到浓缩了氢氧化镓的浓缩浆料的超过滤工序，使用碱溶液溶解得到的氢氧化镓的浓缩浆料从而制造镓的碱性电解液的再溶解工序，对得到的镓的碱性电解液进行电解从而回收金属镓的电解工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：小林恭，佐野弘，若月章弘，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]