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1、(10)申请公布号 CN 102925682 A(43)申请公布日 2013.02.13CN102925682A*CN102925682A*(21)申请号 201210467086.X(22)申请日 2012.11.19C22B 3/12(2006.01)C22B 3/34(2006.01)C22B 58/00(2006.01)C22B 21/00(2006.01)(71)申请人河北工程大学地址 056038 河北省邯郸市光明南大街199号(72)发明人李彦恒 孙玉壮 赵存良 杨晶晶张健雅 霍婷(74)专利代理机构邯郸市久天专利事务所 13117代理人薛建铎(54) 发明名称一种从含镓瓷土中提。
2、取镓联产氢氧化铝的方法(57) 摘要一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于包括顺序进行的以下工艺步骤：（A）烧结；（B）一次碱浸出；（C）一次碳酸化；（D）二次碳酸化；（E）二次碱浸出；（F）三次碳酸化；（G）提纯金属镓；（H）处理氢氧化铝。其优点为，该方法通过联合法从瓷土矿中提取镓，用料节省，可进一步降低附属废弃物的排放，同时也回收了氢氧化铝，并且工艺操作简便、综合提取率高，能够带来显著的经济效益和社会效益。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书5页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页1/2页2。
3、1.一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于包括顺序进行的以下工艺步骤：（A）烧结：将瓷土矿粉碎、研磨至200目；然后按照质量比为1:1.2的比例称取瓷土矿粉和烧结剂，将所称取的瓷土矿粉和烧结剂混合于镍坩埚中，搅拌均匀后置于马弗炉中，在温度9001000下，烧结23h；（B）一次碱浸出：从马弗炉中取出镍坩埚，将步骤（A）烧结好的熟料冷至室温，粉碎，转移到广口瓶中，并按照固体和液体体积比为1:21:3的比例加入浓度为1030g/L的碳酸钠溶液，然后置于电热恒温水浴锅中，在80100水浴温度下，水浴加热23h，最后过滤得到含镓、铝溶液，完成一次碱浸出；（C）一次碳酸化：将步骤（B）得到。
4、的含镓、铝溶液进行第一次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7080，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=1111.5时停止通气，得到大部分氢氧化铝沉淀，过滤得到含镓溶液，该含镓溶液中含有极少部分铝；（D）二次碳酸化：将步骤（C）得到的含镓溶液进行第二次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7585，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=910时停止通气，含镓溶液中大部分镓和极少部分铝沉淀，得到氢氧化镓和氢氧化铝沉淀的混合物，即含镓浓缩物，过滤，所得滤液为碳酸氢钠溶液，此滤液中含有少量的镓；（E）二次碱浸出。
5、：在温度60下，向步骤（D）得到的含镓浓缩物中加入浓度为60g/L的氢氧化钠溶液，溶解含镓浓缩物后，过滤，得到含镓浓缩液和极少量氢氧化铝沉淀，完成二次碱浸出；（F）三次碳酸化：将步骤（E）得到的含镓浓缩液与步骤（D）的滤液混合，蒸发分离出碳酸氢钠固体，过滤后，剩余的滤液即为含镓溶液，将含镓溶液进行第三次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为8090，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=99.5时停止通气，得到氢氧化镓沉淀，过滤、分离，并加水洗涤，得到富镓浓缩物；（G）提纯金属镓：将步骤（F）得到的富镓浓缩物进一步用浓度为60g/L的氢氧化钠溶液溶解，。
6、过滤，得到含镓溶液，然后将该含镓溶液加热至500，保持30分钟，提纯金属镓；（H）处理氢氧化铝：将步骤（C）和（E）中得到氢氧化铝沉淀混合，并加水洗涤，然后晾干。2.根据权利要求1所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:11:1的碳酸钠和碳酸钙混合物。3.根据权利要求2所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为900，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时。
7、间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控权 利 要 求 书CN 102925682 A2/2页3制通气时溶液的温度为85。4.根据权利要求2所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.9:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为。
8、2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。5.根据权利要求2所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为1000，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为10g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的。
9、温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。6.根据权利要求2所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为100，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时。
10、溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。7.根据权利要求2所述的一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2，碳酸钠溶液的浓度为10g/L，水浴温度为90，水浴加热时间为2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第。
11、三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。权 利 要 求 书CN 102925682 A1/5页4一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法技术领域0001 本发明涉及一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法。背景技术0002 根据金属镓的地球化学性质表明，镓的某些性质与其相邻元素铝、锌等形似，并且通常以类质同象的形式伴生于铝钒土矿、闪锌矿、硫化物矿以及煤炭等中。目前世界上约90%的金属镓是从铝冶炼工业的副产物中获得的，其余10%的镓主要从锌冶炼的残渣中回收，少量的镓从某些煤灰中回收；而铝资源的生产主要来源于铝土矿的冶炼。因此，目前，还没有一种通过联合法从含镓瓷土中提取镓，同时回收氢氧化铝的。
12、方法，以节省用料、进一步降低附属废弃物的排放，进而带来显著的经济效益和社会效益。发明内容0003 本发明的目的是：提供一种从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，通过该方法从瓷土矿中提取镓，用料节省，可进一步降低附属废弃物的排放，同时也回收了氢氧化铝，带来了显著的经济效益和社会效益。0004 本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：本从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于包括顺序进行的以下工艺步骤：（A）烧结：将瓷土矿粉碎、研磨至200目；然后按照质量比为1:1.2的比例称取瓷土矿粉和烧结剂，将所称取的瓷土矿粉和烧结剂混合于镍坩埚中，搅拌均匀后置于马弗炉中，在温度9001000下，烧结。
13、23h；（B）一次碱浸出：从马弗炉中取出镍坩埚，将步骤（A）烧结好的熟料冷至室温，粉碎，转移到广口瓶中，并按照固体和液体体积比为1:21:3的比例加入浓度为1030g/L的碳酸钠溶液，然后置于电热恒温水浴锅中，在80100水浴温度下，水浴加热23h，最后过滤得到含镓、铝溶液，完成一次碱浸出；（C）一次碳酸化：将步骤（B）得到的含镓、铝溶液进行第一次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7080，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=1111.5时停止通气，得到大部分氢氧化铝沉淀，过滤得到含镓溶液，该含镓溶液中含有极少部分铝；（D）二次碳酸化：将步骤（C。
14、）得到的含镓溶液进行第二次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7585，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=910时停止通气，含镓溶液中大部分镓和极少部分铝沉淀，得到氢氧化镓和氢氧化铝沉淀的混合物，即含镓浓缩物，过滤，所得滤液为碳酸氢钠溶液，此滤液中含有少量的镓；（E）二次碱浸出：在温度60下，向步骤（D）得到的含镓浓缩物中加入浓度为60g/L的氢氧化钠溶液，溶解含镓浓缩物后，过滤，得到含镓浓缩液和极少量氢氧化铝沉淀，完成二说 明 书CN 102925682 A2/5页5次碱浸出；（F）三次碳酸化：将步骤（E）得到的含镓浓缩液与步骤（D）的滤液混合。
15、，蒸发分离出碳酸氢钠固体，过滤后，剩余的滤液即为含镓溶液，将含镓溶液进行第三次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为8090，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=99.5时停止通气，得到氢氧化镓沉淀，过滤、分离，并加水洗涤，得到富镓浓缩物；（G）提纯金属镓：将步骤（F）得到的富镓浓缩物进一步用浓度为60g/L的氢氧化钠溶液溶解，过滤，得到含镓溶液，然后将该含镓溶液加热至500，保持30分钟，提纯金属镓；（H）处理氢氧化铝：将步骤（C）和（E）中得到氢氧化铝沉淀混合，并加水洗涤，然后晾干。0005 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:1。
16、1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物。0006 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为900，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0007 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.9:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度。
17、为950，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0008 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为1000，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为10g/L，水浴温度为80，水浴加热时。
18、间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0009 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为100，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控。
19、制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0010 本发明在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2，碳酸钠溶液说 明 书CN 102925682 A3/5页6的浓度为10g/L，水浴温度为90，水浴加热时间为2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳。
20、酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0011 本发明的优点是：该方法通过联合法从瓷土矿中提取镓，用料节省，可进一步降低附属废弃物的排放，同时也回收了氢氧化铝，并且工艺操作简便、综合提取率高，能够带来显著的经济效益和社会效益。附图说明0012 图1是本发明的工艺流程图。具体实施方式0013 如图1所示，本从含镓瓷土中提取镓联产氢氧化铝的方法，其特征在于包括顺序进行的以下工艺步骤：（A）烧结：将瓷土矿粉碎、研磨至200目；然后按照质量比为1:1.2的比例称取瓷土矿粉和烧结剂，将所称取的瓷土矿粉和烧结剂混合于镍坩埚中，搅拌均匀后置于马弗炉中，在温度9001000下，烧结23h；（B）一次碱浸出：。
21、从马弗炉中取出镍坩埚，将步骤（A）烧结好的熟料冷至室温，粉碎，转移到广口瓶中，并按照固体和液体体积比为1:21:3的比例加入浓度为1030g/L的碳酸钠溶液，然后置于电热恒温水浴锅中，在80100水浴温度下，水浴加热23h，最后过滤得到含镓、铝溶液，完成一次碱浸出；（C）一次碳酸化：将步骤（B）得到的含镓、铝溶液进行第一次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7080，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=1111.5时停止通气，得到大部分氢氧化铝沉淀，过滤得到含镓溶液，该含镓溶液中含有极少部分铝；（D）二次碳酸化：将步骤（C）得到的含镓溶液进行第二次。
22、碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为7585，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=910时停止通气，含镓溶液中大部分镓和极少部分铝沉淀，得到氢氧化镓和氢氧化铝沉淀的混合物，即含镓浓缩物，过滤，所得滤液为碳酸氢钠溶液，此滤液中含有少量的镓；（E）二次碱浸出：在温度60下，向步骤（D）得到的含镓浓缩物中加入浓度为60g/L的氢氧化钠溶液，溶解含镓浓缩物后，过滤，得到含镓浓缩液和极少量氢氧化铝沉淀，完成二次碱浸出；（F）三次碳酸化：将步骤（E）得到的含镓浓缩液与步骤（D）的滤液混合，蒸发分离出碳酸氢钠固体，过滤后，剩余的滤液即为含镓溶液，将含镓溶液进行第。
23、三次碳酸化处理，向溶液中通入二氧化碳气体，控制通气时溶液的温度为8090，二氧化碳通气速度为2.5-3.5L/min，当溶液的pH=99.5时停止通气，得到氢氧化镓沉淀，过滤、分离，并加水洗涤，得到富镓浓缩物；（G）提纯金属镓：将步骤（F）得到的富镓浓缩物进一步用浓度为60g/L的氢氧化钠溶说 明 书CN 102925682 A4/5页7液溶解，过滤，得到含镓溶液，然后将该含镓溶液加热至500，保持30分钟，提纯金属镓；（H）处理氢氧化铝：将步骤（C）和（E）中得到氢氧化铝沉淀混合，并加水洗涤，然后晾干。0014 在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:11:1的碳酸钠和碳酸钙混合物。0。
24、015 下面是本发明原料含量及操作条件的几个实施例：实施例1：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为900，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0016 采用实施例1后，结果测定：在步骤（B）中，镓和铝的浸取率均达87.33%。。
25、0017 实施例2：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.9:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为3h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0018 采用实施例2后，结果测定：在步骤（B）中，镓和铝的浸取率均达83.67%。0019 实施例3：在步骤（A）中，所。
26、述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为1000，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2.5，碳酸钠溶液的浓度为10g/L，水浴温度为80，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0020 采用实施例3后，结果测定：在步骤（B）中，镓和铝的浸取率均达67.73%。0021 实施例4：在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为0.8:1的碳酸。
27、钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:3，碳酸钠溶液的浓度为30g/L，水浴温度为100，水浴加热时间为2.5h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0022 采用实施例4后，结果测定：在步骤（B）中，镓和铝的浸取率均达80.68%。0023 实施例5：说 明 书CN 102925682 A5/5页8在步骤（A）中，所述的烧结剂为质量比为1:1的碳酸钠和碳酸钙混合物；马弗炉的温度为950，烧结时间为2h；在步骤（B）中，固体和液体体积比为1:2，碳酸钠溶液的浓度为10g/L，水浴温度为90，水浴加热时间为2h；在步骤（C）中，进行第一次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为75；在步骤（D）中，进行第二次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为80，当溶液的pH=9.7时停止通气；在步骤（F）中，进行第三次碳酸化处理时，控制通气时溶液的温度为85。0024 采用实施例5后，结果测定：在步骤（B）中，镓和铝的浸取率均达79.76%。说 明 书CN 102925682 A1/1页9图1说 明 书 附 图CN 102925682 A。