[发明专利]一种火法回收氮化镓废料中稀散金属镓的方法

说明书

本发明公开了一种火法回收氮化镓废料中稀散金属镓的方法，属于有色金属冶金技术领域。本发明的方法包括以下步骤：在常压惰性气氛保护条件下对氮化镓废料进行高温煅烧，使之发生热分解直接获得金属镓产品，反应后对反应产物进行淬火冷却，回收金属镓。采用本发明的技术方案能够一步获得金属镓产品，整个过程不产生废水、废气、废渣，镓的回收率高，工艺简单、成本低、对环境友好；同时，能够有效实现氮化镓废料中稀散金属镓的高效回收。

技术领域

本发明属于有色金属冶金技术领域，更具体地说，涉及一种火法回收氮化镓废料中稀散金属镓的方法。

背景技术

氮化镓（GaN）因其具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和飘逸速率高和抗辐射能力强等优越性能，在固态光源、电子电力以及微波射频器件等方面应用广泛，其产品涵盖半导体照明、移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车及消费类电子产品等领域。随着产品的更新换代，我国含氮化镓的废渣量也在逐年剧增，由于镓属于稀散金属，每年的产量有限，含氮化镓的产品中还含有铟、金、银、铜、锡等有价金属，随意的堆放会造成资源的严重浪费。

然而，含氮化镓的产品废弃后产生的废渣仍未引起足够的重视，通常采用的处理方法为传统的填埋法或者焚烧法，不仅没有良好的效果，还会给环境和人类带来巨大负担。因此，对氮化镓进行处理高效回收其中的金属镓，对于资源的二次利用及保护环境尤为重要。目前，针对在其他废料中回收金属镓的研究相对较多，而从氮化镓废料中回收金属镓的研究较少，且现有公开的处理方法都或多或少存在流程复杂、回收效率低、试剂消耗量大、成本高、产生废气粉尘污染等问题，急需一种开发操作简单、成本低、镓提取率高、对环境友好的氮化镓废料处理工艺技术，从而实现氮化镓废料中稀散金属镓的短流程高效回收。

经检索，中国专利申请号为：201410785130.0，申请日为：2014年12月17日，发明创造名称为：一种氮化镓芯片生产废料中回收镓、金的方法。该申请案的方法为将氮化镓芯片生产废料经过破碎，将获得的含有镓、金成分的颗粒物进行真空冶金分离，使物料中的含镓化合物分解，金属镓、金蒸发，然后冷凝，回收得到单质镓和金。

又如，中国专利申请号为：201410789418.5，申请日为：2014年12月17日，发明创造名称为：从废旧氮化镓基发光二极管中回收镓的方法。该申请案中通过将废旧氮化镓基发光二极管经过热解，再通过压碎-筛分、研磨-筛分得到废旧氮化镓基发光二极管的芯片富集体，将含有镓的芯片富集体进行真空冶金分离，回收得到单质镓。

上述两个申请案中均是采用火法回收氮化镓中的金属镓，其工艺步骤中都经过高温处理，将使金属镓充分蒸发进入气相，再进一步在冷凝器中冷凝回收金属镓。虽然整体工艺流程较短、分离效率也相对较高，但是其涉及真空条件下的高温操作，不仅能耗较大，且对设备要求高，回收成本较高，不利于工业化推广应用。

发明内容

1. 要解决的问题

本发明的目的在于克服现有工艺处理氮化镓废料时存在的工艺流程长、能耗较高及回收成本较高的问题，提供了一种火法回收氮化镓废料中稀散金属镓的方法。采用本发明的技术方案能够有效解决上述问题，且无需进行高压处理，在常压下即可实现氮化镓废料中镓的高效回收，设备简单，操作便捷，回收率高。

2. 技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种火法回收氮化镓废料中稀散金属镓的方法，包括如下步骤：

（1）将氮化镓废料研磨成粉末状，并进行干燥脱水；

（2）将步骤（1）中处理的氮化镓粉末置于耐高温坩埚中，然后再将装有氮化镓废料的坩埚置于密闭管式炉中；

（3）升高管式炉的温度对原料进行预热，并反复进行抽真空-充惰性保护气体的操作；