專利名稱：廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢棄物砷化鎵回收，特別是涉及一種廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化 回收方法。
背景技術(shù)：
近年來科技不斷進(jìn)步，許多以半導(dǎo)體作為基本元件的光電產(chǎn)品，不斷地被研發(fā)出 來，早期大都采用硅(Silicon)為原料，但因硅仍有諸多難以改善的電子特性，因此逐漸被 淘汰，取而代之的是砷化鎵(Gallium Arsenide)，因為砷化鎵具有比硅更高電子遷移率，更 高頻率接收范圍，可承受更高的操作溫度，雜訊低，低功率消耗、低噪音等優(yōu)越特性，因此近 年來國內(nèi)外有許多公司相當(dāng)看好砷化鎵前景，積極投入砷化鎵產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致砷化鎵的相關(guān)產(chǎn) 品陸續(xù)增加，相對衍生許多砷化鎵廢棄物，但目前尚無適當(dāng)?shù)馁Y源回收處理技術(shù)與機(jī)構(gòu)，可 以妥善處理回收上述含有砷化鎵的廢棄物?；厥丈榛壍奶幚矸绞街饕且詽袷椒ㄌ幚砑夹g(shù)為主，濕式法包含離子交換、溶 劑萃取、置換等方法，主要將稀有金屬逐次分類，進(jìn)而回收、純化。例如中國臺灣申請，證書 號1245023 “砷化鎵廢棄物資源再生方法”，其主要技術(shù)特征是將砷化鎵廢棄物置于氫氧化 鈉與過氧化氫的混合浸漬液，并以一溶媒進(jìn)行溶媒萃取，再以硫酸進(jìn)行反萃取，利用結(jié)晶法 生成鎵的結(jié)晶(H4Ga2(S04)5. 12H20)，再以樹脂吸附留住砷并取得無害的鎵金屬，由于上述濕 式回收法的程序繁雜且需要使用大量的酸、堿液，故會造成環(huán)境污染等問題。然而，依據(jù)路透國際金屬價格，每公斤鎵金屬價格約525 575美元，因此就經(jīng)濟(jì) 方面而言，若可有效回收鎵金屬可獲得相當(dāng)不錯的收益。由此可見，上述現(xiàn)有的廢棄物砷化鎵的回收方法在方法與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來 謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般方法又沒有適切的方 法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的廢棄 物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn) 的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的廢棄物砷化鎵的回收方法存在的缺陷，而提 供一種新的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，所要解決的技術(shù)問題是使其建立一套無 害的回收方法，針對廢棄物砷化鎵的鎵及砷進(jìn)行回收，非常適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，將廢棄砷化鎵污泥先經(jīng)烘干、研磨后，再經(jīng)由 高溫鍛燒，在高溫鍛燒后得到三氧化二鎵氧化物及砷，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)，取得三氧化 二砷氧化物，并將三氧化二鎵氧化物溶于王水并進(jìn)行電解，取得鎵金屬。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其中對該廢棄砷化鎵污泥進(jìn)行烘干 時的溫度是105 °C。前述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其中對烘干后廢棄砷化鎵進(jìn)行研磨 時，其大小可通過20孔的篩網(wǎng)。前述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其中高溫鍛燒的溫度為850 iioo°c，時間為3小時。前述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其中對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)時是以 5 "C的冷凝水輔以一抽氣馬達(dá)進(jìn)行作業(yè)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明提供了一種借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法至 少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明相較現(xiàn)有習(xí)知的優(yōu)點在于本發(fā)明采用高溫鍛燒方式取 得砷及三氧化二鎵，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)取得三氧化二砷氧化物，以及對三氧化二鎵進(jìn) 行電解取得鎵金屬，除可將稀有的鎵金屬回收外，亦建立一套無害的回收流程，避免污染環(huán)境。綜上所述，本發(fā)明一種廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特別是指先采用 高溫鍛燒方式取得砷及三氧化二鎵，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)取得三氧化二砷氧化物，另外 將三氧化二鎵溶于適當(dāng)濃度王水并進(jìn)行電解，取得鎵金屬。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步， 具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為本發(fā)明廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法流程圖。
具體實施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法其具體實施 方式、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。首先，請參閱圖1所示，為廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法流程圖，其步驟分 別為步驟A 提供一廢棄砷化鎵污泥；步驟B 對廢棄砷化鎵污泥進(jìn)行烘干，直至完全干燥；步驟C 對烘干后的廢棄砷化鎵進(jìn)行研磨；步驟D 對研磨后的廢棄砷化鎵進(jìn)行高溫鍛燒，依序取得砷及三氧化二鎵氧化物；
步驟E 對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)，可回收取得極佳純度三氧化二砷的氧化物；步驟F 將步驟D三氧化二鎵的氧化物溶解于王水中；步驟G 將步驟F溶液進(jìn)行電解，可取得鎵金屬。
對上述步驟舉一較佳實施例說明，經(jīng)由步驟B對廢棄砷化鎵污泥進(jìn)行105°C烘干 至完全干燥，而為確認(rèn)取得廢棄砷化鎵粉末的一致性，必需經(jīng)由步驟C將烘干后的廢棄砷 化鎵進(jìn)行研磨，使其大小至可通過20mesh (孔)的篩網(wǎng)，再利用步驟D對研磨后的廢棄砷 化鎵進(jìn)行高溫鍛燒，并利用砷及鎵本身沸點不同的特性分別取得砷蒸氣及三氧化二鎵氧化 物，其中因砷的沸點較鎵低(約614°C )，因此在加熱過程中砷會先升華揮發(fā)。再藉由步驟E利用約5°C的冷凝水輔以一抽氣馬達(dá)對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)，以回收 取得極佳純度99. 2%的三氧化二砷氧化物；將三氧化二鎵氧化物則經(jīng)由步驟F溶解于王水中，再進(jìn)行步驟G電解以取得鎵 金屬，其做法是將三氧化二鎵氧化物溶于適當(dāng)濃度的王水中，再將酸液置入電解槽中并放 入兩電極片，分別在不同極板搭配下，以鱷魚夾與電源供應(yīng)器連接兩電極片，其間距約為 2. 5cm，分別通以不同電流，電解時間約以3小時為最佳，并每小時取ImL水樣，分析水樣中 鎵金屬濃度，可得純度為99.9%、回收率95.9%。除此，需注意鎵及砷形成是同分熔點化合物，分子間作用力很強(qiáng)，在810°C以下固 體的鎵及砷很穩(wěn)定，而溫度過高，如超過iioo°c后鎵也會揮發(fā)影響回收率，因此在步驟D中 所進(jìn)行高溫鍛燒的最佳溫度為850 1100°C，時間約為3小時。據(jù)此，本發(fā)明確實具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用高溫鍛燒方式取得砷及三氧化二鎵，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)取得三氧 化二砷氧化物，以及對三氧化二鎵進(jìn)行電解取得鎵金屬，除可將稀有的鎵金屬回收外，亦建 立一套無害的回收流程，避免污染環(huán)境。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特征在于將廢棄砷化鎵污泥先經(jīng)烘干、研磨后，再經(jīng)由高溫鍛燒，在高溫鍛燒后得到三氧化二鎵氧化物及砷，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)，取得三氧化二砷氧化物，并將三氧化二鎵氧化物溶于王水并進(jìn)行電解，取得鎵金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特征在于對該廢棄 砷化鎵污泥進(jìn)行烘干時的溫度是105°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特征在于對烘干后 廢棄砷化鎵進(jìn)行研磨時，其大小可通過20孔的篩網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特征在于高溫鍛燒 的溫度為850 1100°C，時間為3小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特征在于對砷蒸氣 進(jìn)行冷凝結(jié)時是以5°C的冷凝水輔以一抽氣馬達(dá)進(jìn)行作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種廢棄物砷化鎵的鎵及砷純化回收方法，其特別是指先采用高溫鍛燒方式取得砷及三氧化二鎵，再對砷蒸氣進(jìn)行冷凝結(jié)取得三氧化二砷氧化物，另外將三氧化二鎵溶于適當(dāng)濃度王水并進(jìn)行電解，取得鎵金屬。
文檔編號C22B7/00GK101857918SQ200910130390
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者方鴻源 申請人:國立云林科技大學(xué)