一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法技术

本发明专利技术涉及一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，属于废弃资源高值回收技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法


[0001]本专利技术涉及一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，属于废弃资源高值回收

。

技术介绍

[0002]镓
、
铟作为稀散金属，没有独立矿床，通常伴生于铝土矿和铅锌矿中
。
据统计，
2011
年到
2020
年我国铟的平均总产量为
858.5
吨，再生铟平均产量为
504.8
吨，占
58
％；镓的平均总产量为
294.12
吨，其中再生镓平均产量为
27.76
吨，仅占
9.44
％，其二次资源的回收利用程度不高
。
这两种金属都有许多用途，如光学
、
磁性
、
电子材料，尤其是半导体
。
铟主要用于生产液晶显示器
(LCD)
，镓广泛应用于发光二极管
(LED)。
有报道称，由于矿物资源中镓铟品位较低，仅为提取镓铟而开采任何矿物都是不经济的
。
因此，目前镓铟主要作为生产铝和锌的副产品进行回收
。
[0003]镓基液态金属主要由镓铟锡合金根据比例的不同制得，它是一大类多金属合金材料，在常温下呈液态，可以实现固相和液相之间的灵活转换，具有导电性强
、
导热率高
、
熔点可控等特点，无需高温冶炼，环保无毒，蕴含着诸多神奇的物理
、
化学乃至生物学特性，可广泛运用于航空航天
、
军工国防
、
生物医疗
、
教育文化等领域
。
作为新型材料，镓基液态金属的应用研究取得了巨大进展，包括致动器
、
柔性电路
、
生物器件和自愈超导体
。
其废弃物的主要金属元素为镓和铟，具有极高的回收价值
。
镓和铟由于金属储量有限，科技行业的需求量很大，考虑到其即将带来的效益，因此迫切需要研究从二次资源中回收镓和铟的工艺，而镓基液态金属的应用领域不断得到推广，但对于其废料的回收利用却几乎未见报道
。
因此，开展从其中回收有价金属镓和铟的研究迫在眉睫
。
[0004]本专利技术采用真空碳热还原的方法提取镓基液态金属废弃物中的有价金属镓和铟，该处理工艺使镓铟合金得到回收富集，同时锌也得到富集
。
锡则与碳质还原剂混合于炉底，经过脱碳处理同样可以得到富集
。

技术实现思路

[0005]针对现有镓基液态金属废弃物有价金属回收工艺的缺失，本专利技术提供一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法
。
该方法工艺流程简单，清洁无污染，分离效果好，为液态金属废弃物的回收利用提供了一种新思路，本专利技术通过以下技术方案
。
[0006]本专利技术一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，其具体步骤为：
[0007](1)
将镓基液态金属废弃物在
600
‑
900℃
条件下进行氧化焙烧，得到焙烧产物；焙烧产物经过破碎研磨至粒径为
60
‑
200
目；所述镓基液态金属废弃物中含有铟
、
镓；优选为含有铟
、
镓
、
锌
、
锡；
[0008](2)
将步骤
(1)
得到的焙烧产物与碳质还原剂按质量比，焙烧产物：碳质还原剂＝
1:2
‑6混合均匀，得到备用混合料；
[0009](3)
将步骤
(2)
所得备用混合料，放入立式真空炉内，抽取炉内空气至1‑
10Pa
，温度
升至
500
‑
850℃、
优选为
600
‑
800℃
，恒温处理
30
‑
240min
，在冷凝盘中收集得到
Zn
富集物，在炉底收集得到去
Zn
残留物；
[0010](4)
取步骤
(3)
中去
Zn
残留物在
1050
‑
1250℃、
优选为
1100
‑
1200℃
条件下进行二次真空碳热还原，恒温处理
30
‑
240min
，在冷凝盘中收集得到镓铟合金产物，在炉底得到
Sn
和碳质还原剂的混合物；进行二次真空碳热还原时，控制炉内气压为1‑
10Pa。
[0011]本专利技术一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法
。
步骤
(4)
中得到的
Sn
和碳质还原剂混合物返回步骤2中循环使用
。
[0012]在工业上应用时，当炉底得到
Sn
和碳质还原剂的混合物中，碳含量小于等于
Awt
％时，选择额外补入碳
。
所述
A
的取值为8‑
25。
[0013]所述的镓基液态金属废弃物中镓
、
铟
、
锡
、
锌
、
氧的含量分别为
57.84
～
66.99wt.
％
、11.90
～
13.95wt.
％
、9.56
～
11.42wt.
％
、1.86
～
6.23wt.
％
、1.41
～
18.84wt.
％
。
[0014]作为进一步优选，镓基液态金属废弃物中镓
、
铟
、
锡
、
锌
、
氧的含量分别为
60
‑
61wt.
％
、11
‑
12wt.
％
、10
‑
10.5wt.
％
、3
‑
3.5wt.
％
、14
‑
15wt.
％
。
[0015]步骤
(1)
中的焙烧为常压氧化焙烧
。
[0016]步骤
(2)
中，焙烧产物与碳质还原剂的质量比为
1:2
‑
4.5。
[0017]步骤
(2)
碳质还原剂选自木炭
、
石油焦
、
烟煤
、
活性炭中的至少一种<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)
将镓基液态金属废弃物在
600
‑
900℃
条件下进行氧化焙烧，得到焙烧产物；焙烧产物经过破碎研磨至粒径为
60
‑
200
目；所述镓基液态金属废弃物中含有铟
、
镓；
(2)
将步骤
(1)
得到的焙烧产物与碳质还原剂按质量比，焙烧产物：碳质还原剂＝
1:2
‑6混合均匀，得到备用混合料；
(3)
将步骤
(2)
所得备用混合料，放入立式真空炉内，抽取炉内空气至1‑
10Pa
，温度升至
500
‑
850℃
，恒温处理
30
‑
240min
，在冷凝盘中收集得到
Zn
富集物，在炉底收集得到去
Zn
残留物；
(4)
取步骤
(3)
中去
Zn
残留物在
1050
‑
1250℃、
优选为
1100
‑
1200℃
条件下进行二次真空碳热还原，恒温处理
30
‑
240min
，在冷凝盘中收集得到镓铟合金产物，在炉底得到
Sn
和碳质还原剂的混合物；进行二次真空碳热还原时，控制炉内气压为1‑
10Pa。2.
根据权利要求1所述的一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，其特征在于：步骤
(4)
中得到的
Sn
和碳质还原剂混合物返回步骤2中循环使用
。3.
根据权利要求1所述的一种从镓基液态金属废弃物中回收金属镓和铟的方法，其特征在于：当步骤
(4)
炉底得到
Sn
和碳质还原剂的混合物中，碳含量小于等于
Awt
％时，选择额外补入碳；所述
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正杰，李自诚，马文会，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：