專利名稱：一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法
技術領域：
本發明涉及一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，特別涉及一種從銅礦選取銅精礦、硫精礦后得到的尾礦浮選所得的明礬石精礦中綜合回收明礬及鎵的工藝。
二.
背景技術：
目前，國內外提取鎵的主要原料為鋁土礦和煉鋅等過程的副產品等，另有從含鎵的二次資源、煤煙塵、鐵礦、剛玉等原料中提鎵的研究報道，目前世界上約90%以上的原生鎵來自氧化鋁生產中的副產物，約10%來自煉鋅副產物，鋁土礦中一般含鎵30 80g/t，平均含量50g/t。雖然鎵主要是從鋁土礦中提取，但從鋁土礦中提取鎵也存在污染主流程、雜質離子多、工藝復雜等不足。明礬石精礦不但是提取明礬的原料，同時也是富含鎵的原料，很多銅礦中伴生鎵，含量為30 40g/t，經浮選選取銅精礦、硫精礦后得到的尾礦堆放尾礦庫，尾礦中含有的明礬石、金屬鎵等資源白白浪費，而采用該尾礦浮選得到的明礬石精礦中鎵含量為50 60g/t，高于鋁土礦中鎵的平均含量。目前，尚未見從明礬石精礦中綜合回收鎵和明礬的報道，相關研究很少。梁祥濟等在其“明礬石礦床中釩、鎵萃取試驗和綜合利用的建議”一文中采用溫州礬礦廠的天然明礬石礦石、礬化圍巖和提煉明礬后的礬漿、礬渣、爐灰等萃取鎵，但鎵的萃取率僅為30%左右。美國專利US3168372公開了 “從明礬石中回收鎵”工藝，工藝中將明礬經焙燒_硝酸分解，第一步分解時控制PH小于0.1，溫度為109°C條件下攪拌1.5h后明礬石中的鎵、鋁和堿金屬等進入溶液相，溶液相被送往第二步分解裝置里，而鐵和硅等雜質進入沉淀相，水洗后被送往提鐵。第二步分解時控制pH在0.1-1.0范圍內，溫度104°C，并攪拌0.5h后鎵和鐵進入沉淀固體相，返回第一分解 裝置，而鋁和堿金屬等富集在溶液相中被送往后續提鋁工序，如此循環30次后可使鎵得到富集、提取的要求，該方法條件苛刻、工藝流程長、能耗高，因此實際應用價值不大。以上工藝及研究均未涉及到從明礬石精礦中選擇性浸出、回收明礬和鎵的方法，因此尋求一種工藝簡單、綜合回收效果好的綜合回收鎵及明礬的工藝具有重要的意義。
三.
發明內容
本發明提供一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，解決了從明礬石精礦中綜合回收明礬和稀散金屬鎵的難題，具有綜合回收效果好、工藝簡單、成本低、效益好等優點。本發明一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，具體如下:該明帆石精礦是從銅礦選取銅精礦、硫精礦后的尾礦中浮選所得，將明帆石精礦經焙燒后焙砂首先在低硫酸濃度下浸出鋁、鉀等金屬離子，固液分離后濾液結晶成為明礬和結晶母液，母液返回低酸浸出，浸出渣調漿后在高硫酸濃度下浸出稀有金屬鎵，浸出液經幾次循環后鎵的濃度達到一定濃度后采用離子交換或萃取法回收循環溶液中的鎵，回收鎵后溶液冷卻結晶明礬。該明礬石精礦中含鎵在50 60gt，經焙燒得到的焙砂中鎵較明礬石精礦中富集
1.2 1.4倍，含量達60 84，焙燒條件為:溫度400 700°C、焙燒時間30 120min，焙燒在馬弗爐、微波爐或沸騰爐等焙燒設備中進行。焙燒后得到的焙砂首先在硫酸初始濃度40 80g/L、液固比4 6、時間0.5 2h、溫度50 80°C條件下進行一次浸出，焙砂中鋁、鉀的浸出率分別在75%、85%以上，鎵浸出率小于8%。一次酸浸后礦漿迅速固液分離，浸出液結晶后得到明礬和結晶母液，結晶母液補加一定量酸后返回一次浸出，一次酸浸后洛率30% 55%,鎵在酸浸洛中得到進一步富集，含量達80 150g/t。將一次酸浸得到的浸渣調漿后在硫酸初始濃度150 200g/L、液固比2 4、時間
0.5 2h、溫度30 80°C條件下進行二次浸出，浸出完成后固液分離，濾液補加到所需酸度后返回酸浸，如此循環5 10此，循環液中鎵的濃度達到170 340mg/L，采用離子交換或萃取法回收循環母液中的鎵，回收鎵后溶液冷卻結晶明礬。母液補加酸后返回二次酸浸循環使用。二次酸浸循環母液循環次數根據鎵濃度、明礬結晶及溫度情況而定，且提鎵工藝在明礬結晶前且鎵濃度達到合格濃度后進行。采用不同的提鎵工藝時過程溫度等條件有所差異。從富鎵溶液中采用離子交換工藝提取鎵的樹脂為CL-TBP、AB-16、P507等樹脂中的一種或幾種，萃取法米用的萃取劑為P204、P507中的一種。反萃或脫附后的 含鎵溶液經凈化后進行電解得到金屬鎵。本發明的優點:采用本發明解決了從明礬精礦綜合回收明礬和鎵的難題，明礬和鎵的綜合回收率分別在97%、90%以上。
四.
圖1是本發明一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法的工藝流程圖。
五.
具體實施例方式下面結合實施例對本發明之工藝及效果作進一步驗證闡述，并不能以此限制本發明的保護范圍，實例采用的工藝流程如圖1所示。將本發明應用于明礬石精礦，明礬石精礦多元素分析如表I所示:表I明礬石精礦及其焙砂主要元素含量
權利要求
1.一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:該明礬石精礦是從銅礦選取銅精礦、硫精礦后的尾礦中浮選所得，將明礬石精礦經焙燒后焙砂首先在低硫酸濃度下浸出鋁、鉀等金屬離子，固液分離后濾液結晶成為明礬和結晶母液，母液返回低酸浸出，浸出渣調漿后在高硫酸濃度下浸出稀有金屬鎵，浸出液經幾次循環后鎵的濃度達到一定濃度后采用離子交換或萃取法回收循環溶液中的鎵，回收鎵后溶液冷卻結晶明礬。
2.根據權利要求1所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:該明礬石精礦中含鎵在50 60g/t，經焙燒得到的焙砂中鎵較明礬石精礦中富集1.2 1.4倍，含量達60 84g/t，焙燒條件為:溫度400 700°C、焙燒時間30 120min,焙燒在馬弗爐、微波爐或沸騰爐等焙燒設備中進行。
3.根據權利要求1和2所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:焙燒后得到的焙砂首先在硫酸初始濃度40 80g/L、液固比4 6、時間0.5 2h、溫度50 80 0C條件下進行一次浸出，焙砂中鋁、鉀的浸出率分別在75%、85%以上，鎵浸出率小于8%，一次酸浸后礦漿迅速固液分離，浸出液結晶后得到明礬和結晶母液，結晶母液補加一定量酸后返回一次浸出，一次酸浸后洛率30% 55%,鎵在酸浸洛中得到進一步富集,含量達80 150g/t。
4.根據權利要求1和3所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:將一次酸浸得到的浸渣調漿后在硫酸初始濃度150 200g/L、液固比2 4、時間0.5 2h、溫度30 80°C條件下進行二次浸出，浸出完成后固液分離，濾液補加到所需酸度后返回酸浸，如此循環5 10此，循環液中鎵的濃度達到170 340mg/L，采用離子交換、萃取或置換法回收循環母液中的鎵，回收鎵后溶液冷卻結晶明礬，母液補加酸后返回二次酸浸循環使用。
5.根據權利要求1和4所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:二次酸浸循 環母液循環次數根據鎵濃度、明礬結晶及溫度情況而定，且提鎵工藝在明礬結晶前且鎵濃度達到合格濃度后進行，采用不同的提鎵工藝時過程溫度等條件有所差巳
6.根據權利要求1和5所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:從富鎵溶液中采用離子交換工藝提取鎵的樹脂為CL-TBP、P507等樹脂中的一種，萃取法采用的萃取劑為P204、P507中的一種。
7.根據權利要求1、5和6所述的一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，其特征在于:反萃或脫附后的含鎵溶液經凈化后進行電解得到金屬鎵。
全文摘要
本發明提供一種從明礬石精礦中選擇性回收明礬和鎵的方法，該明礬石精礦是從銅礦選取銅精礦、硫精礦后的尾礦中浮選所得，將明礬石精礦經焙燒后焙砂首先在低硫酸濃度下浸出鋁、鉀等金屬離子，固液分離后濾液結晶成為明礬和結晶母液，母液返回低酸浸出，浸出渣調漿后在高硫酸濃度下浸出稀有金屬鎵，浸出液經幾次循環后鎵的濃度達到一定濃度后采用離子交換或萃取法回收循環溶液中的鎵，回收鎵后溶液冷卻結晶明礬，解決了從明礬石精礦中綜合回收明礬和稀散金屬鎵的難題。
文檔編號C22B21/00GK103103339SQ20121055732
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者王瑞永, 衷水平, 彭欽華, 黃中省, 廖斌, 阮仁滿 申請人:紫金礦業集團股份有限公司