一种利用转炉灰富集镓的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用转炉灰富集镓的方法，包括以下步骤：S1：去除转炉灰中的铁颗粒，得到富镓料；S2：用浸出剂对步骤S1的富镓料进行浸出，得到镓浸出液；S3：使用还原剂还原步骤S2的镓浸出液，得到经还原的镓浸出液；S4：对步骤S3的经还原的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；S5：对步骤S4的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；S6：处理步骤S5的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后，经电解处理得到金属镓。本发明专利技术提镓的原料独特，含镓量高，富集镓流程短，除杂效果好，同时产生的副产物纯度较高，有较好的经济价值。有较好的经济价值。有较好的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种利用转炉灰富集镓的方法


[0001]本专利技术涉及镓提取领域，具体涉及一种利用转炉灰富集镓的方法。

技术介绍

[0002]稀散金属镓是重要的战略资源，以镓金属为基体制备的一系列化合物半导体材料、电子光学材料、新型功能材料、特殊合金及有机金属化合物等是当代电子计算机、通讯、宇航、新能源、医药卫生及军工等高新
的重要基础支撑材料。世界上90％左右的镓是从氧化铝的生产过程中回收得到的，具有成熟的产业链。同时镓也在冶炼锌的过程和煤灰中也有所富集，但在这两种原料中富集的镓由于提取流程长、成本高并未产业化。
[0003]攀西地区有价金属种类繁多，镓在攀矿中与V、Fe、Ti等元素伴生，目前主要以提钒尾渣作为原料进行镓的提取研究。提钒尾渣在镓提取过程中，由于其成分较为复杂，直接酸浸浸出率低，耗酸较高，产生大量的副产品难以利用，且整个工艺路线流程很长，因此该路线实际并未投入工业生产。
[0004]针对提钒尾渣提镓方法在CN 106957963 A中有报道，但也因为不够经济性，始终未产业化。另外，利用氧化铝种分母液对镓的富集在CN113249596A也有报道。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种利用转炉灰富集镓的方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种利用转炉灰富集镓的方法，包括以下步骤：
[0008]S1：去除转炉灰中的铁颗粒，得到富镓料；
[0009]S2：用浸出剂对步骤S1的富镓料进行浸出，得到镓浸出液；
[0010]S3：使用还原剂还原步骤S2的镓浸出液，得到经还原的镓浸出液；
[0011]S4：对步骤S3的经还原的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；
[0012]S5：对步骤S4的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；
[0013]S6：处理步骤S5的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后，经电解处理得到金属镓。
[0014]进一步地，步骤S1包括以下步骤：
[0015]S1
‑
1：通过干磨或湿磨去除铁颗粒表面的氧化物，将铁珠完全解离出来，解离过程的时间为5
‑
30min；
[0016]S1
‑
2：通过干式磁选或湿式磁选去除铁颗粒，其中磁选机的工作磁场强度为(0.6
‑
40)
×
105A/m。
[0017]进一步地，在步骤S2中，将富镓料与浸出剂混合，其中，
[0018]浸出剂为2
‑
8mol/L的盐酸溶液，浸出剂与富镓料的质量比为(2
‑
30):1，浸出温度为30
‑
90℃，浸出时间为0.5
‑
10h。
[0019]进一步地，在步骤S3中，还原剂为一氧化碳、氢气、维生素C、纯铁粉、以及还原铁粉
Fe2O3，0
‑
5％ SiO2，1
‑
9％ MnO，其余为总量低于20％的Na2O、MgO、CaCO3、Al2O3、TiO2、V2O5、Cr2O3、ZnO、PbO、CuO、NiO、氯化物、硫化物的混合物的任意组合。转炉灰中的单质镓的含量为100
‑
500g/t。
[0039]如图1所示，本专利技术提供一种利用转炉灰富集镓的方法，包括以下步骤：
[0040]S1：去除转炉灰中的铁颗粒，得到富镓料。步骤S1具体包括以下步骤：
[0041]S1
‑
1：通过干磨或湿磨去除铁颗粒表面的氧化物，将铁珠完全解离出来，解离过程的时间为5
‑
30min。
[0042]转炉灰颗粒一般较小，均在3mm以下，有时为除尘需要，水雾在除尘时有所应用，因此转炉灰的含水量在0
‑
10％。由于转炉除尘灰存在堆放问题，铁颗粒的表面已被氧化，因此预处理时需要磨掉铁颗粒表面的氧化物，把铁珠完全解离出来。在解离的过程中，可以干磨也可以湿磨，取决于后续磁选的方法为干式磁选或湿式磁选。解离的过程一般最多为30分钟，以免颗粒过细，能耗高，或在干式磁选过程中扬尘过大，原料损失过大。
[0043]S1
‑
2：通过干式磁选或湿式磁选去除铁颗粒，其中磁选机的工作磁场强度为(0.6
‑
40)
×
105A/m。
[0044]解离后的粒子，通过磁选预处理提高镓的富集率。磁选可以是干式磁选或湿式磁选。为了避免镓在磁选过程中损失过多，可以选择湿式磁选。磁选机种类繁多，本专利技术不限定磁选机的类型，但磁选机的工作磁场强度需要在(0.6
‑
40)
×
105A/m之间。根据Fe的解离程度，来调整磁场强度。经过磁选后的富镓料，镓可以达到140
‑
700g/t。该步骤可以除掉铁单质。
[0045]S2：用浸出剂对步骤S1的富镓料进行浸出，得到镓浸出液。
[0046]将除去单质铁后的富镓料与浸出剂混合，浸出剂为2
‑
8mol/L的盐酸溶液，浸出剂与富镓料的质量比(即，液固比)为(2
‑
30):1，浸出温度为30
‑
90℃，浸出时间为0.5
‑
10h。浸出期间，可搅拌，可静置，也可对溶液进行震动。完成浸出后，镓的浸出率可达到90
‑
99％。浸出完成后，残渣可以通过抽滤、压滤、离心等方式与浸出液进行分离，但不限于这些分离方式。
[0047]S3：使用还原剂还原步骤S2的镓浸出液，得到经还原的镓浸出液。
[0048]浸出完毕后，可以在镓浸出液中加入还原剂维生素C，溶解的过程中，可以搅拌、加热以加快维生素C在浸出液中的溶解速度，但加热温度(即，还原反应所需的温度)需小于70℃，优选为5
‑
70℃。浸出液中还可以加入还原剂纯铁粉，铁粉的纯度需在99％以上，加入铁粉的同时也可进行搅拌和加热，加热温度不受限。浸出液中还可以加入还原性铁粉。
[0049]此外，除了加入还原性物质进入到浸出液中，还可以将还原性气体，如一氧化碳、氢气等的一种或多种气体以混合形式通入到浸出液中。在一优选实施例中，还原性气体可以是其他工序所产生的除杂后的混合气体，且在还原镓浸出液三价铁的过程中未被消耗的气体可以再次使用。还原性物质和还原性气体的加入量根据镓浸出液中三价铁的含量变化而变化。维生素C或纯铁粉或还原性铁粉的加入量为镓浸出液中三价铁摩尔质量的70
‑
120％，一氧化碳和/或氢气的通入量为镓浸出液中三价铁摩尔质量的30
‑
150％。在一优选实施例中，加入还原剂还原直到镓浸出液中80％以上的铁为二价铁即可。
[0050]S4：对步骤S3的经还原的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相。
[0051]被还原后的镓浸出液需要马上进行萃取，在萃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用转炉灰富集镓的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：去除转炉灰中的铁颗粒，得到富镓料；S2：用浸出剂对步骤S1的富镓料进行浸出，得到镓浸出液；S3：使用还原剂还原步骤S2的镓浸出液，得到经还原的镓浸出液；S4：对步骤S3的经还原的镓浸出液进行萃取，得到含镓有机相；S5：对步骤S4的含镓有机相进行反萃取，得到含镓水相；S6：处理步骤S5的含镓水相得到含镓沉淀物，将含镓沉淀物碱溶后，经电解处理得到金属镓。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：S1
‑
1：通过干磨或湿磨去除铁颗粒表面的氧化物，将铁珠完全解离出来，解离过程的时间为5
‑
30min；S1
‑
2：通过干式磁选或湿式磁选去除铁颗粒，其中磁选机的工作磁场强度为(0.6
‑
40)
×
105A/m。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，将富镓料与浸出剂混合，其中，浸出剂为2
‑
8mol/L的盐酸溶液，浸出剂与富镓料的质量比为(2
‑
30):1，浸出温度为30
‑
90℃，浸出时间为0.5
‑
10h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，还原剂为一氧化碳、氢气、维生素C、纯铁粉、以及还原铁粉中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，一氧化碳和/或氢气的通入量为镓浸出液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜洋，杨珍，陈茅，皇甫林，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：