一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法
【专利摘要】本发明提供一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，包括以下步骤：(1)将明矾石矿进行焙烧得焙砂；(2)将所得焙砂置入硫酸进行浸出，将浸出产物固液分离分别得到滤液和滤渣，所述滤渣为富集有镓的富镓物；(3)将富镓物进行脱水焙烧；(4)将脱水焙烧后富镓物与氯盐、还原剂按一定比例混合后在一定温度下氯化焙烧，收集得到气态GaCl3、AlCl3挥发物；(5)将挥发物冷却至79～180℃，气体GaCl3、AlCl3分别发生液化、凝华为液态GaCl3、固态AlCl3混合物；(6)液固分离分别获得液态GaCl3和固态AlCl3。本发明成本低、工艺简单、综合回收效果好。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工【技术领域】，尤其涉及一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方 法。 一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法
【背景技术】
[0002] 镓是重要的稀散金属，同时也被我国及世界其它国家列为战略金属，镓主要应用 于电子、化工等行业。氯化镓是用于光谱试剂、催化剂等重要的科研试剂、生化研究等的用 料。氯化铝是化学工业上重要的催化剂。
[0003] 目前，国内外镓主要从炼铝工业中提取，明矾石作为镓、铝金属潜在原料来源很早 便引起国内外相关研究的重视，但目前从明矾石精矿中回收氯化镓、氯化铝的工艺复杂，成 本高、回收率不高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有成本低、工艺简 单、综合回收效果好的从明矾矿中提取氯化镓、氯化铝的方法。
[0005] -种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，包括以下步骤：
[0006] (1)、将明矾石矿进行焙烧得焙砂；
[0007] (2)、将所得焙砂置入硫酸进行浸出，将浸出产物固液分离分别得到滤液和滤渣， 所述滤渣为富集有镓的富镓物；
[0008] (3)、将富镓物进行脱水焙烧；
[0009] (4)、将脱水焙烧后得到的脱水焙砂与氯盐、还原剂按一定比例混合后在一定温度 下氯化焙烧，收集得到气态GaCl 3、A1C13挥发物；
[0010] (5)、将挥发物冷却至79?180°C，气体GaCl3、A1C13分别发生液化、凝华为液态 GaCl3、固态 A1C13-合物；
[0011] (6)、液固分尚分别获得液态GaCl3和固态A1C13。
[0012] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述脱水焙砂与 氯盐、还原剂的质量比为10-50:1:1。
[0013] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述氯盐为氯化 钠、氯化钾中的一种或两种。
[0014] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述还原剂为 炭、煤中的一种或两种。
[0015] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，脱水焙烧温度 500?600°C，时间1?2小时。
[0016] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，氯化焙烧温度 500?1000°C、时间0. 5?2小时。
[0017] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，GaCl3、AlCl 3混合 物采用固液静止分层或震动分层进行分离。
[0018] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述富镓物为从 含镓明矾石矿中制备所得，富镓物镓含量0. 4%?10%。
[0019] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述将明矾石矿 进行焙烧得焙砂，焙烧的条件为：焙烧温度：550?650°C，焙烧时间0. 5?3小时。
[0020] 进一步地，如上所述的一种从明矾石矿中氯化镓、氯化铝的方法，所述将所得焙砂 置入硫酸进行浸出，浸出条件为：浸出温度60?95°C，浸出时间0. 5?5小时，搅拌速度 100?300rpm，硫酸浓度40?90g/L，焙砂：硫酸的质量比为=3?9:1。
[0021] 本发明对富镓物采用氯化焙烧工艺，工艺简单，而且充分利用GaCl3(沸点 201. 3°C、熔点77. 9°C )、A1C13(沸点180°C、熔点190°C )沸点低，且熔点差异大，将脱水焙 烧后的脱水焙砂与氯盐、还原剂按一定比例混合氯化焙烧，收集得到气态GaCl3、A1C1 3挥发 物，冷却使气体GaCl3、AlCl3分别发生液化、凝华为液态GaCl 3、固态A1C13混合物，液固分离 分别获得液态GaCl3和固态A1C1 3，氯化镓的回收率90%以上，氯化铝的回收率90%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明富镓物焙砂XRD谱图；
[0023] 图2为本发明富镓物SEM形貌图；
[0024] 图3为本发明富镓物能谱分析图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 所述富镓物的制备方法具体包括以下步骤：
[0027] ①将明矾石精矿进行焙烧得焙砂，焙烧条件为温度550_650°C，时间0. 5-3小时；
[0028] ②将所得焙砂置入硫酸进行浸出，将浸出产物固液分离分别得到滤液和滤渣，所 述滤渣为富集有镓的富镓物；浸出条件为：浸出温度60?95°C，浸出时间0. 5?5小时，搅 拌速度100?300rpm，硫酸浓度40?90g/L，焙砂：硫酸的质量比为=3?9:1。
[0029] 实例 1 :
[0030] 首先将含镓0. 4%的富镓物在坚炉中于温度500°C、时间2小时条件下脱水焙烧， 然后将脱水焙砂、炭、氯化钠按50:1:1的质量比混合均匀后置于坚炉中在温度500°C条件 下氯化焙烧2小时，然后将挥发物在固液震动分层器中在79°C温度下振荡分层、分离，分别 得到液体GaCl 3、固体A1C13产品。
[0031] 结论：液体GaCl3的回收率为91.3%，固体A1C13的回收率为92%。
[0032] 实例 2 :
[0033] 首先将含镓5. 0 %的富镓物在多炉膛中于温度600°C、时间1小时条件下脱水焙 烧，然后将脱水焙砂、煤、氯化钾按10:1:1的质量比混合均匀后置于多炉膛中在温度800°c 条件下氯化焙烧〇. 5小时，然后将挥发物在固液震动分层器中在180°C温度下振荡分层、分 离，分别得到液体GaCl3、固体A1C13产品。
[0034] 结论：液体GaCl3的回收率为96%，固体A1C13的回收率为97%。
[0035] 实例 3 :
[0036] 首先将含镓10. 0%的富镓物在沸腾炉中于温度600°C、时间1小时条件下脱水焙 烧，然后将脱水焙砂、炭、煤、氯化钾、氯化钠按20:1:1 :1:1的质量比混合均匀后置于沸腾 炉在温度KKKTC条件下氯化焙烧1小时，然后将挥发物在静止震动分层器中在150°C温度 下静止分层、分离，分别得到液体GaCl 3、固体A1C13产品。
[0037] 结论：液体GaCl3的回收率为96%，固体A1C13的回收率为96. 5%。
[0038] 实例 4:
[0039] 首先将含镓6. 0%的富镓物在坚炉中于温度600°C、时间2小时条件下脱水焙烧， 然后将脱水焙砂、炭、氯化钾按30:1:1的质量比混合均匀后置于坚炉中在温度700°C条件 下氯化焙烧1小时，然后将挥发物在静止震动分层器中在120°C温度下静止分层、分离，分 别得到液体GaCl 3、固体A1C13产品。
[0040] 结论：液体GaCl3的回收率为92%，固体A1C13的回收率为94%。
[0041] 实施例5:
[0042] 首先将含镓5. 0%的富镓物在坚炉中于温度600°C、时间2小时条件下脱水焙烧， 然后将脱水焙砂、炭、氯化钾和氯化钠的混合物按30:1:1的质量比混合均匀后置于坚炉中 在温度700°C条件下氯化焙烧1小时，然后将挥发物在静止震动分层器中在120°C温度下静 止分层、分离，分别得到液体GaCl 3、固体A1C13产品。
[0043] 结论：液体GaCl3的回收率为92. 8%，固体A1C13的回收率为93. 6%。
[0044] 实施例6 :
[0045] 首先将含镓10%的富镓物在坚炉中于温度550°C、时间2小时条件下脱水焙烧，然 后将脱水焙砂、炭和煤的混合物、氯化钠的混合物按40:1:1的质量比混合均匀后置于坚炉 中在温度l〇〇〇°C条件下氯化焙烧1小时，然后将挥发物在静止震动分层器中在160°C温度 下静止分层、分离，分别得到液体GaCl 3、固体A1C13产品。
[0046] 结论：液体GaCl3的回收率为96%，固体A1C13的回收率为97%。
[0047] 附表1不同镓含量富镓物主要成分分析结果/%
[0048]
【权利要求】
1. 一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 、将明矾石矿进行焙烧得焙砂； (2) 、将所得焙砂置入硫酸进行浸出，将浸出产物固液分离分别得到滤液和滤渣，所述 滤渣为富集有镓的富镓物； (3) 、将富镓物进行脱水焙烧； (4) 、将脱水焙烧后得到的脱水焙砂与氯盐、还原剂按一定比例混合后在一定温度下氯 化焙烧，收集得到气态GaCl3、A1C1 3挥发物； (5) 、将挥发物冷却至79?180°C，气体GaCl3、AlCl3分别发生液化、凝华为液态GaCl 3、 固态AlClJg合物； (6) 、液固分尚分别获得液态GaCl3和固态A1C13。
2. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，所述脱水焙 砂与氯盐、还原剂的质量比为10-50:1:1。
3. 根据权利要求2所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于： 所述氯盐为氯化钠、氯化钾中的一种或两种。
4. 根据权利要求2所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于： 所述还原剂为炭、煤中的一种或两种。
5. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于： 脱水焙烧温度500?600°C，时间1?2小时。
6. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于： 氯化焙烧温度500?1000°C、时间0. 5?2小时。
7. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在于： GaCl3、AlCl3混合物采用固液静止分层或震动分层进行分离。
8. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在 于：所述明矾石矿中镓的含量大于04%。
9. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在 于：所述将明研!石矿进行焙烧得焙砂，焙烧的条件为：焙烧温度：550?650 °C，焙烧时间 0. 5?3小时。
10. 根据权利要求1所述的一种从明矾石矿矿中提取氯化镓、氯化铝的方法，其特征在 于：所述将所得焙砂置入硫酸进行浸出，浸出条件为：浸出温度60?95°C，浸出时间0. 5? 5小时，搅拌速度100?300rpm，硫酸浓度40?90g/L，焙砂：硫酸的质量比为=3?9:1。
【文档编号】C22B21/00GK104060082SQ201410284731
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】衷水平, 黄中省, 王瑞永, 伍赠玲, 邹来昌, 陈景河 申请人:紫金矿业集团股份有限公司