专利名称：用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法
技术领域：
本发明专利是对粉煤灰中的镓进行微波酸浸出，提高镓浸出率和缩短浸出时间的方法。
背景技术：
在地壳中，镓无独立的矿藏，主要以稀散的形式伴生在其他矿藏中，如铅锌矿、锡矿、铝矿等。研究发现，电厂的粉煤灰中也富含镓，粉煤灰中镓的含量在12 230 g/t不等，潜在的经济价值十分可观。据统计，我国2000年粉煤灰产出量达1.5亿t，可以提取镓1800t 34500t，按价格为4300元/公斤计，可创产77.4亿 1483.5亿元。由此看出，粉煤灰中提取镓等稀有金属可以成为一个重要的经济增长点。现有从粉煤灰中提取镓的工艺主要是采用酸或碱浸出工艺。US4678647公开了从粉煤灰中提取镓和锗的工艺，该发明将粉煤灰置于燃烧炉中，加热至1000°c,通入空气，反应30min。通过氧化,使一些砷、硫等以氧化物形式除去,然后通入氢气，温度上升为1100°C，使镓以其低价氧化态存在，再用硝酸进行浸出，最后近80%的镓得到回收。该类方法工艺流程长，设备要求苛刻，耗能也非常巨大，难以大规模地在工业上实施。CN200810051209.5公开了 “从粉煤灰中提取镓的方法”，该发明将粉煤灰用盐酸常规加热直接搅拌浸出。何佳振报道了“从粉煤灰中回收金属镓的工艺研究”(粉煤灰，2002 (5)，23-26)，研究报道了将镓含量为23.6g/t的粉煤灰，在550°C焚烧3h，焚烧后的粉煤灰镓的含量为31g/t，用1:1的盐酸在60°C与焚烧后的粉煤灰间歇搅拌反应8h，浸出粉煤灰中镓含量为10.9g/t，浸出率为35.2%。
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用酸直接浸出普遍存在反应长，浸出率较低，镓资源得不到有效利用。CN200810017872.3公开了“从粉煤灰和煤矸石中提取镓的生产工艺”，该发明将研磨至200-240目的粉煤灰或煤矸石与碳酸钠按粉煤灰:碳酸钠=1:1比例混合，在800°C温度下煅烧50min，加入水，浸出2h得到镓浸出液。赵毅报道了“从粉煤灰中分离镓的实验研究”(华北电力技术，1998 (1)，35-37)，该实验将粉煤灰经碳酸钠或石灰碱法烧结，烧结温度达到1100°C，然后用碳酸钠溶液浸出，浸出收率为88.79%。Oriol Fonta(Journal ofHazardous Materials A, 2007 (139), 413 - 423),报道了用氢氧化钠碱浸粉煤灰中的镓,研究发现在25°C，氢氧化钠浓度0.7 - 1M，氢氧化钠/粉煤灰为5 L/kg，反应6 h，镓的浸出率为 60 - 86%ο用碱直接浸出一般需要先将碱与粉煤灰高温焙烧，然后常规浸出，该类工艺设备投资大，能耗巨大，不符合节能减排的要求。在粉煤灰中，约58%的镓以自由的氧化物存在，24%的类质同象的形式存在于矿物里面，18%包裹在S1-Al四面体中，常规的酸浸对于矿物的破坏小，以类质同象或存在于包裹体的镓难以顺利浸出，从而使镓浸出率低。微波是一种新的加热技术，广泛应用于金属矿的浸出。微波加热具有如下特点，能促使固体颗粒易破裂，暴露出新鲜表面，有利于液一固反应进行；微波加热为内外部同时进行，可避免传统加热方式中固体颗粒存在的内外温度梯度；外加以电场作用，浸出体系中极性分子会迅速改变方向，进行高速振动，增加物质间相互碰撞，在介电颗粒周围形成较大的热对流液流，搅拌溶液并驱散颗粒外层的生成物层，强化浸出反应过程，缩短浸出时间，进而降低能耗。因此，用微波加热酸法浸出粉煤灰中的镓可望能达到短时间内高效浸出镓的目的，为提取粉煤灰中的镓开辟一条新路。
发明内容
本发明针对从粉煤灰中常规酸浸或碱浸提取镓时存在的浸出时间长、浸出率低或耗能大，设备要求高的问题，提出用微波下酸浸的工艺，从而缩短浸出时间、提高浸出率的一种方法。本发明一种用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法包括如下步骤:
a.取IOg粉煤灰和适量浓度的盐酸置于反应瓶中，粉煤灰中镓含量为25g/t；
b.在微波中进行加热，通过微波控制器设置2min达到70°C，反应时间10_20min；
c.反应完将烧瓶中液体进行抽滤，将滤液定容至250ml，用移液管移取3ml溶液加7ml的HCl溶液(6 mol/L)，加入0 .5 ml三氯化钛溶液，摇匀静置5 min，然后移取加入2 ml罗丹明B溶液，再加入6 ml体积比5:1的苯-丙酮溶液萃取5 min，取上清液于比色皿中，通过紫外分光光度计测其在560nm波长吸光度，比对镓标准工作曲线计算浸出率。 本发明的优点和效果:
本发明的浸出工艺简单，用盐酸直接浸矿，不需要对矿样进行焙烧处理，减少了设备消耗及能源消耗；浸出温度低，反应时间短，微波作用下仅为15min左右，大大低于常规酸浸所需要的时间，降低了能耗；浸出效率高，用微波浸出时浸出率可以达到84.21%，远高于常规酸浸的浸出率。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明一种用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法技术方案作进一步描述。本发明一种用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法包括如下步骤:
a.取IOg粉煤灰和适量浓度的盐酸置于反应瓶中，粉煤灰中镓含量为25g/t；
b.在微波中进行加热，通过微波控制器设置2min达到70°C，反应时间10_20min；
c.反应完将烧瓶中液体进行抽滤，将滤液定容至250ml，用移液管移取3ml溶液加7ml的HCl溶液(6 mol/L)，加入0.5 ml三氯化钛溶液，摇匀静置5 min，然后移取加入2 ml罗丹明B溶液，再加入6 ml体积比5:1的苯-丙酮溶液萃取5 min，取上清液于比色皿中，通过紫外分光光度计测其在560nm波长吸光度，比对镓标准工作曲线计算浸出率。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的浸出工艺直接对粉煤灰进行浸出，不需要对粉煤灰进行焙烧处理。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的浸出工艺是以盐酸溶液为浸出液，在微波加热作用下强化浸出粉煤灰中的镓。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的粉煤灰为电厂粉煤灰，镓含量为12 230 g/t。如权利要求3所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的盐酸的浓度为5%-15%，优选8-12% ;浸出温度为60-80°C，优选65_75°C;固液比为1:3_7，优选 1:4.5-5.5 ;浸出时间为 10-20min。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:微波反应器为一般微波反应器。如权利要求3所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:微波加热功率视浸出液温度自动在50-500W之间调整。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述步骤a中，粉煤灰为青海西部矿业唐湖电厂样品，不需经过粉碎处理。如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述步骤b中，微波反应器为意大利MILESTONE公司出产的STARTS微波反应器。包含以下步骤:
a.取一定量的青海西部矿业唐湖电厂的粉煤灰和适量浓度的盐酸置于反应瓶中，粉煤灰中镓含量为25g/t ；
b.在微波中进行加热，通过微波控制器设置2min达到70°C，反应一段时间；
c.反应完将烧瓶中液体进行抽滤，将滤液定容至250ml，用移液管移取3ml溶液加7ml的HCl溶液(6 mol/L)，加入0.5 ml三氯化钛溶液，摇匀静置5 min，然后移取加入2 ml罗丹明B溶液，再加入6 ml苯-丙酮(体积比5:1)溶液萃取5 min，取上清液于比色皿中，通过紫外分光光度计测其在560nm波长吸光度，比对镓标准工作曲线计算浸出率。本发明所述步骤a中，粉煤灰为青海西部矿业唐湖电厂样品，不需经过粉碎处理。本发明所述步骤b中，微波反应器为意大利MILESTONE公司出产的STARTS微波反应器。实施例1，将IOg粉煤灰(25 g/t)与50 g质量分数10%的HCl溶液混合置于烧瓶中，然后在微波中加热，通过微波控制器设置2min到达70°C，反应时间为15min，浸出率为84.21%。实施例2，将IOg粉煤灰(25g/t)与50 g质量分数10%的HCl溶液混合置于烧瓶中，然后在微波中加热，通过微波控制器设置2min到达70°C，反应时间为lOmin，浸出率为74.74%ο
实施例3，将IOg粉煤灰(25 g/t)与50 g质量分数10%的HCl溶液混合置于烧瓶中，然后在微波中加热，通过微波控制器设置2min到达70°C，反应时间为20min，浸出率为74.30%ο
权利要求
1.一种用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤:a.取IOg粉煤灰和适量浓度的盐酸置于反应瓶中，粉煤灰中镓含量为25g/t；b.在微波中进行加热，通过微波控制器设置2min达到70°C，反应时间10_20min；c.反应完将烧瓶中液体进行抽滤，将滤液定容至250ml，用移液管移取3ml溶液加7ml的HCl溶液(6 mol/L)，加入0.5 ml三氯化钛溶液，摇匀静置5 min，然后移取加入2 ml罗丹明B溶液，再加入6 ml体积比5:1的苯-丙酮溶液萃取5 min，取上清液于比色皿中，通过紫外分光光度计测其在560nm波长吸光度，比对镓标准工作曲线计算浸出率。
2.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的浸出工艺直接对粉煤灰进行浸出，不需要对粉煤灰进行焙烧处理。
3.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的浸出工艺是以盐酸溶液为 浸出液，在微波加热作用下强化浸出粉煤灰中的镓。
4.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的粉煤灰为电厂粉煤灰，镓含量为12 230 g/t。
5.如权利要求3所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述的盐酸的浓度为5%-15%，优选8-12%;浸出温度为60-80°C，优选65-75°C;固液比为1:3-7，优选1:4.5-5.5 ;浸出时间为 10-20min。
6.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:微波反应器为一般微波反应器。
7.如权利要求3所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:微波加热功率视浸出液温度自动在50-500W之间调整。
8.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述步骤a中，粉煤灰为青海西部矿业唐湖电厂样品，不需经过粉碎处理。
9.如权利要求1所述的用微波加热从粉煤灰酸浸出镓的方法，其特征在于:所述步骤b中，微波反应器为意大利MILESTONE公司出产的STARTS微波反应器。
全文摘要
本发明公开了一种粉煤灰中浮选镓的生产工艺，包括以下步骤本发明包含以下步骤a.取一定量的青海西部矿业唐湖电厂的粉煤灰加入浮选机中，粉煤灰中镓含量为25克/吨；b.在浮选机中加入一定量的浮选调整剂如水玻璃、十八胺浮选剂和起泡剂如二号油等；c.采用一粗一扫浮选工艺在室温下进行浮选；d.得到含镓品位为40克/吨的镓精矿，回收率为90%。本发明解决了现有现有粉煤灰中直接浸出镓工艺时存在的粉煤灰中镓含量相对较低，直接酸浸或碱浸工艺处理量较大，需要的浸出液量也较大，导致回收成本高，原料消耗大，环境污染严重的问题，通过利用对粉煤灰浮选镓工艺，能在回收率降低不多的情况下，待处理的矿量降低50%，大大节省了浸出成本。
文档编号C22B58/00GK103074498SQ201210590728
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者孙昱 申请人:西部矿业集团有限公司