一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁红、氧化铝、镓的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁红、氧化铝、镓的方法，包括：1)将除铁树脂洗脱液进行干燥、煅烧，得到煅烧产物；2)用碱液将得到的煅烧产物进行碱溶，将料浆进行固液分离，用水洗涤固液分离出的滤渣，并进行干燥、煅烧处理后得到氧化铁；3)向步骤2)中固液分离后的滤液中加入氢氧化铝晶种，搅拌下得到氢氧化铝沉淀，并对氢氧化铝沉淀进行煅烧，得到氧化铝；将搅拌过滤后的滤液进行蒸发浓缩，得到蒸发母液和蒸发冷凝水；4)将蒸发母液进行富集，对富集后的树脂进行洗脱得到提镓树脂的洗脱液，并洗脱液进行电解析出镓。本发明专利技术提供了一种适合除铁树脂洗脱液制备氧化铝、氧化铁红、金属镓的方法。

Method for preparing iron oxide red, alumina and gallium by removing iron resin eluent

The invention provides a method for preparing iron oxide red, alumina and gallium from the iron removal resin eluent, including: 1) drying and calcining the iron removal resin eluent to obtain calcined products; 2) alkaline dissolving the calcined products with the alkaline solution, separating the slurry from the solid-liquid, and separating the filter residue from the solid-liquid by water washing. After drying and calcination, ferric oxide was obtained; 3) Aluminum hydroxide seeds were added to the filtrate of solid-liquid separation in step 2. Aluminum hydroxide precipitation was obtained by stirring, and the precipitation was calcined to obtain alumina; the filtrate after stirring and filtering was evaporated and concentrated to obtain the mother liquor of evaporation and condensed water of evaporation. 4) The evaporative mother liquor was enriched and the enriched resin was eluted to obtain the eluent of gallium extraction resin, and the eluent was electrolyzed to obtain gallium. The invention provides a method for preparing alumina, ferric oxide red and gallium with iron removal resin eluent.

【技术实现步骤摘要】
一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁红、氧化铝、镓的方法
本专利技术涉及一种制备镓、氧化铁红、氧化铝方法，尤其是利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁红、氧化铝、镓的方法。
技术介绍
神华准格尔能源有限公司产出的高铝粉煤灰中镓含量大于85g/t，氧化铁约20kg/t，酸法生产氧化铝过程中，氧化铁和金属镓在除铁再生液中得到进一步富集，具有较高的提取价值。树脂吸附除铁技术是从氧化铝生产过程中除杂工艺中比较先进的一种，该工艺具有去除率高、工艺简单、安全环保和操作方便等特点。除铁树脂洗脱液主要含有氯化铁和氯化铝，还含有少量的钾、钠、钙和镁，直接排放将严重影响环境，因此，需要进行无害化处理或综合利用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种适合除铁树脂洗脱液制备氧化铝、氧化铁红、金属镓的方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁、氧化铝、镓的方法，包括以下步骤：1)干燥、煅烧将除铁树脂洗脱液进行干燥，并对干燥后的产物进行煅烧，用水吸收干燥和煅烧过程中产生的氯化氢气体，得到盐酸溶液；2)溶出、分离用碱液将得到的煅烧产物进行碱溶，将碱溶后的产物进行固液分离，用水洗涤固液分离出的滤渣，并进行干燥、煅烧处理后得到氧化铁；3)种分、蒸发向步骤2)中固液分离后的滤液中加入氢氧化铝晶种，搅拌过滤下得到氢氧化铝沉淀，并对所述氢氧化铝沉淀进行煅烧，得到氧化铝；将所述搅拌过滤后的滤液进行蒸发浓缩，得到蒸发母液和蒸发冷凝水；4)富集、电解将蒸发母液通过提镓树脂对镓进行富集，对富集后的树脂进行再生处理，得到提镓树脂的洗脱液，并将产生的洗脱液进行电解析出镓离子。本专利技术中提到的原料-除铁树脂洗脱液为粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝过程中，如图1所示，粉煤灰、水与酸反应后得的料液经过固液分离及洗涤工序，在进一步进行除杂工序中得到的铁、镓元素的富集液，即为本专利技术方法中所提到的除铁树脂洗脱液，在使用时不需要进行预处理即可进行干燥、煅烧处理。优选的，在步骤1)中，将除铁树脂洗脱液在100-150℃的条件下进行喷雾干燥后，树脂洗脱液中含有氯化铁、氯化铝、氯化镓等金属离子，部分转化为氧化铁、氧化铝、氧化镓固体；并将喷雾干燥的产物在350-500℃的条件下中进行煅烧，进一步将氯化物完全转化为氧化物。优选的，步骤1)中，用水吸收干燥、煅烧过程中产生氯化氢气体得到质量浓度为20％-28％的盐酸溶液，得到的盐酸溶液可以导出系统，作为原料回用至粉煤灰酸法提取氧化铝的工艺中。优选的，步骤2)中，所述碱液为氢氧化钠水溶液，所述碱液的质量浓度为150-180g/L。进一步优选的，煅烧产物与碱液进行反应的质量比为1：1.6-1：1.8，所述碱溶的温度为120-140℃，碱溶的时间为2-4h。在本专利技术方法提到的碱溶，是指将煅烧产物与碱性溶液(例如氢氧化钠水溶液等)按比例放入至反应釜中进行反应，其中，氧化铝和氧化镓与氢氧化钠反应分别生成铝酸钠和镓酸钠，而氧化铁不参与反应，可以对滤渣进行干燥、煅烧即可得到氧化铁。优选的，步骤2)中干燥的温度为250-300℃，煅烧的温度为600-800℃。优选的，步骤3)中加入的氢氧化铝晶种的质量与所述固液分离后滤液的体积之比为1：1-1：2(单位为g/ml)，进一步优选为1g：2ml。优选的，步骤3)中蒸发浓缩后得到的蒸发冷凝水回用至步骤2)中对固液分离后的滤渣进行洗涤。步骤3)中蒸发浓缩后得到的蒸发母液通过提镓树脂对镓进行富集，步骤具体如下：向树脂柱中装填提镓树脂(螯合树脂)，将步骤3)中的含有镓的蒸发母液通入树脂柱，使提镓树脂对蒸发母液中的镓充分吸附；优选的，在对镓进行富集过程中的流出液返回至步骤2)中，与煅烧产物进行碱溶；当充分吸附后，用纯水冲洗饱和的提镓树脂，洗涤后的提镓树脂可重复使用；同时，用酸性洗脱剂对提镓树脂中的镓进行解析，并对洗脱液进行沉淀、除杂、电解可得到金属镓。上述的提镓树脂可以选用市售的蓝晓LSC-600。优选的，步骤4)中电解的条件为：电解温度为30-60℃，电流密度为200-300A/m2，电解电压为2-5V。在上述的电解工艺下，能够使镓离子充分析出，从而提高金属镓的回收率。采用上述的技术方案，具有如下的技术效果：本专利技术通过对除铁树脂洗脱液中存在的铁、铝、镓元素分步分离，制备了氧化铁红产品，氧化铝产品、金属镓产品。通过利用本专利技术的处理方法能够使得到的产品质量较高，为除铁树脂洗脱的处理提供了新的方法，对于推进镓提取具有重要的意义。附图说明图1：利用本专利技术方法制备氧化铁红、氧化铝和金属镓工艺的一种实施方式的流程图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容。下述各例中采用以下方法检测：(1)氧化铁、氧化铝和镓的质量检测方法氧化铁：GB1863-89氧化铝：GB/T6609镓：采用电感耦合等离子体光谱仪对除铁洗脱液中的金属镓进行检测，具体检测方法为本领域熟知技术，在此不再赘述。(2)提镓树脂的洗脱方法采用的洗脱剂为质量分数0.5-1％的盐酸水溶液；洗脱剂的洗脱速度为提镓树脂体积的0.5-1倍/小时，例如：提镓树脂体积为1L，则洗脱剂的流速为0.5-1L/h。下述各例中原料来源及仪器设备信息：(1)除铁树脂洗脱液：粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝过程中，净化工序中的铁镓元素富集液，其铁镓元素富集液的主要成分见下表，表(2)氢氧化铝晶种：化学纯度；(3)提镓树脂：蓝晓LSC-600；本专利技术方法中用到的其他化学试剂，均采用本领域常规试剂，纯度为化学纯以上。实施例11)取1L树脂洗脱液在150℃的条件下进行喷雾干燥，将喷雾干燥的产物于450℃的条件下中进行煅烧，干燥和煅烧工序产生的氯化氢气体进行回收，得到浓度为23％的盐酸溶液；2)将煅烧产物与质量浓度为160g/L的氢氧化钠水溶液按质量比1：1.78，在120℃的反应釜中进行反应。将反应后的料浆进行固液分离。用蒸发冷凝水对滤渣进行洗涤，再在250℃下进行干燥、600℃温度条件下进行煅烧即得到氧化铁红；3)向固液分离产出的滤液中加入氢氧化铝晶种，加入的氢氧化铝晶种的质量与所述固液分离后滤液的体积之比为1g：2ml，不断搅拌，得到氢氧化铝产品，对其进行煅烧(1200℃)，得到氧化铝；对搅拌过滤后的滤液在90℃下进行蒸发浓缩得到蒸发母液和蒸发冷凝水；4)将蒸发母液通过提镓树脂对镓进行富集，树脂流出液反至溶出工序再次进行碱溶。富集完毕后对树脂进行再生，洗脱速度为1倍体积/h，得到提镓树脂洗脱液。对提镓树脂洗脱液进行电解，电解温度为50℃，电流密度为250A/m2，电解电压为3.5V，得到金属镓。实施例1得到的氧化铁、氧化铝和镓的质量指标如下表所示。氧化铁质量指标氧化铝质量指标金属镓质量指标实施例2具体实施方法与实施例1一样，不同之处在于2)溶出、分离步骤：将煅烧产物与氢氧化钠水溶液按质量比1：1.78在140℃的反应釜中进行碱溶，将碱溶后的产物进行固液分离；再用蒸发冷凝水对滤渣进行洗涤，再在250℃下进行干燥、800℃温度条件下进行煅烧即得到氧化铁红。实施例3具体实施方法与实施例2一样，不同之处在于3)种分、蒸发步骤：向固液分离产出的滤液中加入氢氧化铝晶种，加入的氢氧化铝晶种的质量与所述固液分离后滤液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁、氧化铝、镓的方法，其特征在于：包括以下步骤，1)干燥、煅烧将除铁树脂洗脱液进行干燥、煅烧，得到煅烧产物；2)溶出、分离用碱液将得到的煅烧产物进行碱溶，将碱溶后的产物进行固液分离，用水洗涤固液分离出的滤渣，并进行干燥、煅烧处理后得到氧化铁；3)种分、蒸发向步骤2)中固液分离后的滤液中加入氢氧化铝晶种，搅拌过滤下得到氢氧化铝沉淀，并对所述氢氧化铝沉淀进行煅烧，得到氧化铝；将所述搅拌过滤后的滤液进行蒸发浓缩，得到蒸发母液和蒸发冷凝水；4)富集、电解将蒸发母液通过提镓树脂对镓进行富集，对富集后的树脂进行洗脱得到提镓树脂的洗脱液，并将产生的洗脱液进行电解析出镓。

【技术特征摘要】
1.一种利用除铁树脂洗脱液制备氧化铁、氧化铝、镓的方法，其特征在于：包括以下步骤，1)干燥、煅烧将除铁树脂洗脱液进行干燥、煅烧，得到煅烧产物；2)溶出、分离用碱液将得到的煅烧产物进行碱溶，将碱溶后的产物进行固液分离，用水洗涤固液分离出的滤渣，并进行干燥、煅烧处理后得到氧化铁；3)种分、蒸发向步骤2)中固液分离后的滤液中加入氢氧化铝晶种，搅拌过滤下得到氢氧化铝沉淀，并对所述氢氧化铝沉淀进行煅烧，得到氧化铝；将所述搅拌过滤后的滤液进行蒸发浓缩，得到蒸发母液和蒸发冷凝水；4)富集、电解将蒸发母液通过提镓树脂对镓进行富集，对富集后的树脂进行洗脱得到提镓树脂的洗脱液，并将产生的洗脱液进行电解析出镓。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，将除铁树脂洗脱液在100-150℃的条件下进行喷雾干燥后，并在350-500℃下进行煅烧。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中，用水吸收干燥和煅烧过程中产生的氯化氢气体，得到质量浓度为20％-28％的盐酸溶液。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文清，郭昭华，池君洲，刘蒙林，王瑞峰，刘大锐，吴永峰，邹萍，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11