专利名称：从镓酸钠溶液中回收硫化钠的制作方法
技术领域：
无机化工
背景资料
金属镓是一种稀散元素，是一种重要的化合物半导体材料，可用
于生产GaAs、 GaAlAs、 GaN、 GaP，制造光电器件、集成电路、电 磁器件、石油炼制工业催化剂、氢气发生器等等，在医药、能源、交 通、军工业领域中有着十分广泛的应用。
镓在自然界没有工业开采价值的独立矿床， 一般以类质同象状态 赋存于铜、铅、锌的硫化物矿床或铝矾土中。有色金属硫化物矿湿法 冶金加工时(例如，硫化锌矿的湿法冶金加工)，镓残留在浸出渣中， 随后使用硫酸从这种浸出渣中将镓转入溶液中；铝矾土采用拜耳法生 产氢氧化铝时，镓进入铝酸钠溶液中。目前，世界上的镓主要是从生 产氢氧化铝的种分母液中获得的。
从水溶液中提取镓的主要方法颇多，有沉淀法、溶剂萃取法、支 撑液膜法、萃淋树脂法、离子交换法等等。其中以离子交换法最具吸 引力，可以用含硫化钠的氢氧化钠碱性溶液从吸附饱和的树脂上解吸 镓，得到含硫化钠的镓酸钠溶液。
这种含硫化钠的镓酸钠溶液不能直接送去电积金属镓。因为溶液
中含有可观量的S2.，它的还原性极强，在电积镓槽电压3~5伏的条 件下逐步被氧化成S042—，即由S—2状态氧化成S+6，消耗的电能远较
Ga"还原成Ga。的大。为提高过程的经济效益，最佳的选择是回收
溶液中的硫化钠，返回到生产中再使用，既减少了资源的浪费，又减 少了电耗，还可浓积溶液中的镓，提高电积过程的电源效率，还可减 少处置硫酸钠副产物的麻烦。
本发明采用冷冻结晶法，使溶液中96~98%的硫化钠结晶析出返 回重复使用。由于硫化钠结晶(Na2S*nH20)带走大量的水(最佳 时可产出Na2SM2H20结晶)，使镓酸钠溶液得到浓縮，提高了过程 的经济效益。
发明内容
本发明涉及离子交换法提取镓过程中的饱和树脂用硫化钠碱性 溶液解吸剂解吸所得镓酸钠溶液中回收硫化钠。
具体实施方法
含硫化钠的镓酸钠溶液，置于烧怀或工业结晶槽中搅拌，加或不 加晶种，加或不加NaOH，在-5。 5^条件下结晶Na2S'nH20，过滤， 滤液加11202氧化，然后在槽电压为3 5伏的电积槽中电积金属镓。
实例l:
含Na2S100g/L、 Ga3g/L、 NaOH120g/L溶液，置于烧怀中，搅拌
下加入固体NaOH或工业液碱，使溶液中的NaOH浓度达到5N，在 2t条件下搅拌8小时，Na2S'nH20结晶析出，立即过滤，得到含 Na2S3.5g/L、 Ga5g/L、 NaOH5N的溶液。搅拌滤液，滴加浓度为50%
的11202至溶液中的Na2S<0.5g/L，然后在槽电压为4.5伏的电积槽
中电积镓，得到纯度为99.99%的金属镓。
实例2
含Na2S50g/L、 Ga200mg/L的碱性溶液，置于工业蒸发器中减压 蒸发浓縮至Galg/L后，在工业结晶槽中加入Na2S nH20晶种，冷 至-5。C，搅拌结晶5小时，Na2S*nH20结晶析出，过滤得到含 Na2S1.5g/L、 Gal.8g/L的溶液。搅拌滤液，滴加浓度为50%的H202， 至溶液中Na2S<0.5g/L，然后在槽电压为3.5伏的电积槽中电积镓， 得到纯度为99.99%的金属镓。
权利要求
1、含镓100～1000mg/L、Na2S10～100g/L的NaOH溶液，蒸发浓缩2～8倍后，加或不加晶种条件下冷冻至-5°～5℃，搅拌0.5～10小时，溶液中的Na2S·nH2O结晶析出，过滤得到含Na2S0.5～10g/L的镓酸钠溶液。
2、 含镓1000~10000mg/L、 Na2S50~150g/L、 NaOH50~200g/L的 溶液，在搅拌下加入NaOH，使NaOH溶度达到4 8N。加或不加晶种 的条件下，冷冻于-5 5。C，搅拌0.5 10小时，溶液中的Na2S'nH20 结晶析出，过滤得到含Na2S0.5 10g/L的镓酸钠溶液。
3、 权利要求l、 2中含Na2S0.5 10g/L的镓酸钠溶液，加入11202 液，搅拌0.5 10小时后，在槽电压3 5伏的条件下电沉积金属镓。
全文摘要
采用冷冻结晶法，或盐析—冷冻结晶法，从含硫化钠的镓酸钠溶液中，结晶分离Na<sub>2</sub>S·nH<sub>2</sub>O回收再用。结晶母液加H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>氧化后在槽电压3～5伏的条件下电积，得到纯度为99.99％的金属镓。过程的经济效益好。
文档编号C01B17/22GK101186279SQ200710301960
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者于相浩, 黄昌海 申请人:黄昌海;于相浩