一种镓铟合金的制备方法与流程

本发明属于有色冶炼，具体涉及一种镓铟合金的制备方法。

背景技术：

1、稀散金属镓是重要的战略资源，以金属镓为基体制备的一系列化合物，如半导体材料、电子光学材料、新型功能材料、特殊合金及有机金属化合物等，是当代电子计算机、通讯、宇航、新能源、医药卫生及军工等高新技术领域的重要基础支撑材料。目前，90%左右的原生镓是从氧化铝的生产过程中回收得到的，具有成熟的产业链。同时，有部分镓还在冶炼锌的过程和煤灰中有所富集，但在这两种原料中富集的镓，由于提取流程长、成本高并未实现产业化。目前，少量镓可通过含镓废料回收再利用，但由于部分镓基材料的低熔点特性，除杂方面能耗较高，工艺流程也较为复杂，从而在回收镓方面成本较高。

2、铟在地壳中的含量极低，分布量少且分散，在地壳中的丰富度仅为0.05~0.072ppm，几乎不能独立形成矿床，通常是以伴生元素分散存在于其它元素组成的硫化矿物中。目前，80%的原生铟来源于闪锌矿，其次是方铅矿、硫化铅矿、硫化铜矿及锡石等矿物，但回收率低，一般只有50%左右。与镓元素类似，含铟废料回收再利用可获得金属铟，单由于部分铟基材料的低熔点特性，同样存在除杂方面能耗较高、工艺流程较为复杂，以及成本较高的问题。

3、然而，目前，在传统制备镓铟合金的工艺方面，首先需要提取出粗镓和粗铟，经过深加工成为高纯镓和高纯铟，以高纯镓和高纯铟为原料制备镓铟合金，流程长且复杂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镓铟合金的制备方法。该制备方法，步骤简便，工艺流程短，且得到的镓铟合金满足纯度要求。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种镓铟合金的制备方法，其包括以下步骤：

4、将含镓废弃物和含铟废弃物的混合物，进行焙烧，负压熔炼后，降温，得到液态镓铟，混合均匀，得到镓铟合金；

5、所述负压熔炼包括：第一负压熔炼、第二负压熔炼和第三负压熔炼；

6、所述第一负压熔炼的温度为350~450oc，时间为0.1~1 h；

7、所述第二负压熔炼的温度为500~700oc，时间为0.1~1 h；

8、所述第三负压熔炼的温度为1000~1400oc，时间0.1~1h。

9、优选地，所述负压熔炼的压力为3000~10000 pa。

10、优选地，所述含镓废弃物和含铟废弃物的质量比为(0.1~1):1。

11、优选地，所述含镓废弃物的成分包括：89~95 wt%铁的氧化物，0~2 wt% sio2，1~5wt% zno，以及总量低于10 wt%的na2o、mgo、caco3、al2o3、tio2、v2o5、cr2o3、mno、pbo、cuo、nio、氯化物或硫化物中的任意一种或多种的组合。

12、所述含镓废弃物中镓的含量为100~500 g/t。

13、优选地，所述含铟废弃物的成分包括：40~62 wt% tfe，5~15 wt% zn，8~20 wt% c，以及总量低于15 wt%的ca、ti、al、mg、k、mn、na、cl、pb、si、s中的任意一种或多种的组合。

14、所述含铟废弃物中铟的含量为40~100 g/t。

15、优选地，所述焙烧的温度为400~550oc，时间为0.1~1 h。

16、优选地，所述负压熔炼后，得到的气态镓铟的纯度为6~8 n。

17、优选地，所述降温在惰性气氛中进行。

18、优选地，所述降温的温度为31~50oc。

19、优选地，所述混合在搅拌条件下进行。

20、优选地，所述混合的时间为0.5~2 h。

21、优选地，所述镓铟合金中镓、铟的质量比为(10~60):(40~90)。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、本发明提供了一种短流程，利用攀西地区钒钛磁铁矿冶炼流程中的低含镓废弃物混合低含铟废弃物，经焙烧、真空熔炼（即，负压熔炼），降温、混合后，即可直接生产高纯镓铟合金。其中，焙烧处理用于去除原料中部分氯化物和硫化物以减少对后续设备的腐蚀；第一负压熔炼用于去除被还原的低熔点物质，第二负压熔炼用于将去除锌和铅元素，第三负压熔炼使得镓和铟在相应温度段内变成蒸汽随烟道挥发，随后通过降温变为液态，经混合均匀后，即可得到镓铟合金。

24、本发明中制备镓铟合金的原料独特，除含镓废弃物和含铟废弃物外，无需再额外添加辅料。本发明提供的制备方法生产流程短，除杂效果好，同时产生有经济价值的副产物。

1.一种镓铟合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负压熔炼的压力为3000~10000pa。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含镓废弃物和含铟废弃物的质量比为(0.1~1):1。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含镓废弃物的成分包括：89~95 wt%铁的氧化物，0~2 wt% sio2，1~5 wt% zno，以及总量低于10 wt%的na2o、mgo、caco3、al2o3、tio2、v2o5、cr2o3、mno、pbo、cuo、nio、氯化物或硫化物中的任意一种或多种的组合；

5.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含铟废弃物的成分包括：40~62 wt% tfe，5~15 wt% zn，8~20 wt% c，以及总量低于15 wt%的ca、ti、al、mg、k、mn、na、cl、pb、si、s中的任意一种或多种的组合；

6.根据权利要求1~5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为400~550oc，时间为0.1~1 h。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述负压熔炼后，得到的气态镓铟的纯度为6~8 n。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述降温在惰性气氛中进行；

9.根据权利要求1~8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合在搅拌条件下进行；

10.根据权利要求1~9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述镓铟合金中镓、铟的质量比为(10~60):(40~90)。