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            鎵的生產工藝

              鎵生產工藝概述

              鎵主要是作為從鋁土礦中提取鋁或從鋅礦石中提取鋅時的副產物得到的,也有少量鎵來自于煤中伴生元素鎵的回收。目前世界上90%以上的原生鎵都是從生產氧化鋁的種分母液中提取的。

              從煉鋁副產物中提取鎵

              汞齊電解法:該方法以汞為陰極,電解含鎵溶液獲得鎵汞齊,然后從鎵汞齊中回收鎵。含鎵溶液可以是氧化鋁生產的含鎵循環鋁酸鈉堿液,也可以是鉛電解或鋅電解的含鎵酸性溶液。1955年匈牙利首先使用該方法從氧化鋁生產的循環鋁酸鈉溶液中提取鎵。20世紀60年代,意大利、法國及蘇聯等國都相繼采用這種方法生產鎵,并改進了這項生產工藝。我國于70年代初開始使用這種方法從堿石灰燒結法生產氧化鋁的循環鋁酸鈉堿液中提取鎵,也對該技術進行了改進。汞齊法的優點是工藝、設備均比較簡單,投資低,在回收純度較高的金屬鎵的同時還可以回收釩。但由于該方法使用有劇毒的汞,所以現在已經被大多數國家禁用。

              汞齊電解法提鎵流程

              石灰乳法:該方法由美國鋁業公司(Alcoa)于1952年研究成功,我國和蘇聯于1957年用于工業生產。該方法的原理是用石灰乳處理氧化鋁生產的循環鋁酸鈉溶液,使鎵與鋁分離,然后回收富集的鎵。這種方法的優點是能從鎵濃度低的循環鋁酸鈉溶液中回收鎵,缺點是使循環堿液中的NaOH轉化為NaHCO3及Na2CO3,需要使用大量石灰苛化后才能返回氧化鋁生產流程。

              石灰乳法提鎵流程

              溶劑萃取法:該法所用的萃取劑昂貴且萃取劑長期與強堿性鋁酸鈉溶液接觸,溶解損失較大,溶解于種分母液中的萃取劑對后序工藝中的電解也有不利影響。

              鋁酸鈉溶液萃取法提鎵流程

              離子交換法:該方法從拜耳母液中回收金屬鎵,無需往鋁酸鈉溶液中加任何試劑,不會影響氧化鋁生產工藝,且其工藝流程短,周期作業,易于實現自動化操作,成本較低,是目前從氧化鋁生產中回收鎵的最經濟的方法,并且已經實現了工業化生產。

              從煉鋅副產品中提取鎵

              還原焙燒磁選工藝:該法利用鎵的親鐵特性,通過強化浸鋅渣的還原過程,使鎵定向富集于金屬鐵中,然后采用磁選的方法從焙燒渣中分離富集的鎵金屬。

              絡合吸附法:在一定條件下,單寧和鎵生成有色的絡合物,利用活性炭從鹽酸體系中提取鎵,使單寧-鎵絡合物吸附在活性炭上。通過過濾分離和灼燒濾渣,得到的灰分含有較高的鎵,從而實現了鎵的分離、富集和提取。該方法的回收率達99%,是一種富集和提取鎵的新方法,由奚長生、龍來濤等人提出。

              乳狀液膜萃取法:該方法是近年來萃取技術中新的發展方向。將K4Fe(CN)6、三烷基氧磷(TPRO)、磺化煤油和CMS(表面活性劑)混合,形成乳狀液膜體系。含有TPRO和磺化煤油的萃取劑為油膜,作流動相,含有K4Fe(CN)6的反萃劑為內水相。將此體系與含鎵溶液混合,油膜中的萃取劑萃取溶液中的鎵,同時油膜中的鎵又被內水相反萃取,并與K4Fe(CN)6作用生成沉淀,從而使鎵從水相轉入內水相。

              從粉煤灰中提取鎵

              沉淀法:該法將煤灰煙塵與三氯化鋁、氧化鈣等熔劑混合,氧化鎵通過高溫熔融轉化為水溶性的鎵酸鹽,用碳酸鈉浸出鎵,再經三次碳酸化得到富鎵沉淀,用氫氧化鈉溶液溶解該沉淀后再經過電解法即可得到金屬鎵。

              萃取法:該方法用酸性溶液直接從煙塵中浸出鎵,再用萃取劑從浸出液中回收鎵。

              還原熔煉萃取法及堿熔化法:該工藝是指首先對粉煤灰粗篩選后進行焚燒,酸浸過濾后得到含鎵濾液,然后用吸附塔吸附此濾液,用堿性絡合淋洗劑淋洗后電解即可得鎵金屬。據報道英國某公司已經采取此法成功地從粉煤灰中提取了金屬鎵。

              粉煤灰酸法提鎵工藝:2013年3月,我國神華準能公司氧化鋁中試廠利用"粉煤灰酸法提鎵工藝"成功生產出金屬鎵,標志著鎵的提取工藝取得重大進展。
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