煤矸石富镓母液中低浓度硫酸镓水解沉淀制备氧化镓
摘 要：我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。伴生镓经酸法提取与富镓母液电解造液制备金属镓,镓综合回收率仅60%。随着氧化镓需求量增加,研究富镓母液直接水解沉淀制备氧化镓新工艺,通过缩减金属镓制备流程,显著提高镓产品综合回收率。然而富镓母液中镓离子浓度低、且与硫酸根共同作用水解转化机制尚不明确,为实现低浓度硫酸镓母液中氧化镓的高效制备,开展水解过程工艺和转化机理研究。通过正交试验考察硫酸体系下镓水解过程的反应温度、反应时间、搅拌转速、体系pH、初始镓浓度等因素对镓沉淀率和水解产物的影响,结合理论计算不同pH下镓的羟基配离子形态变化,明确低浓度硫酸镓溶液水解过程镓的转化机理,进一步通过单因素试验优化得到最优镓水解参数,水解产物经过煅烧制备得到氧化镓。结果表明,镓水解过程影响因素排序依次为体系pH、反应时间、初始镓浓度、搅拌速率、反应温度。硫酸体系不同沉淀pH下镓羟基配离子形态转变与沉淀物相对应规律为pH<3.5时,溶液中Ga3 和Ga(OH)2 占据主要优势,在硫酸根与镓离子的亲和作用下沉淀物相为镓明矾石;3.5
为主,沉淀物相由无定形氢氧化镓氧化缩合为羟基氧化镓。根据正交和单因素试验优化得到硫酸镓溶液沉淀工艺参数为pH=5.0、初始镓质量浓度1 000 mg/L、反应时间20 min、搅拌速率150 r/min、反应温度20～25 ℃,镓回收率达99.5%以上,沉淀物相为无定形氢氧化镓。
0 引 言
煤矸石是煤矿工业分离出来的固体废弃物,是与煤层相伴的天然岩体,开采量占煤炭开采总量的10%～25%[1]。目前我国煤矸石总堆存量超70亿t,且利用率较低,仅占60%左右,且煤矸石产量仍以每年6亿～8亿t体量持续增加,造成了严重的环境负担[2]。因此推进煤矸石消纳,成为目前我国煤炭产业可持续发展亟待解决的问题[3]。而煤矸石中有相当一部分为高岭石泥岩,其中含有镓/锂等多种战略金属[4],尤其山西、内蒙古自治区等地煤矸石中镓含量高[5-6],达到30 g/t,潜在资源量大。近年来,全球半导体行业蓬勃发展,镓作为关键稀散金属,尤其是氧化镓作为第4代半导体材料,在高压电力控制、射频通信和火焰探测等领域具有重大的应用价值,其资源需求量大幅增加[7]。因此对煤矸石中镓资源的伴生回收利用,将进一步保障战略性关键金属镓供应,同时提高煤矸石利用过程的经济价值。
为实现煤矸石中镓资源的回收利用,对煤矸石中镓的提取及浸出液中镓的富集分离进行大量研究。针对煤矸石中镓的提取常采用焙烧酸浸[8]或直接酸浸[9]等方法,镓浸出率达75%以上。针对富镓溶液分离回收镓常采用分步沉淀法[10]、萃取[11]、吸附[12]等方法,对获得的富镓母液进行电解沉积制备粗金属镓。分步沉淀法最早由美国Alcoa铝厂提出[13],通过石灰沉淀分离拜耳溶液中铝镓,得到富镓溶液和铝酸钙,富镓溶液通过彻底碳酸化得到丝钠镓石沉淀渣,经过碱化造液电解制备金属镓。分步沉淀法虽然具有成本低、工艺简单,镓回收率在60%～70%等优势,但回收镓碳酸化过程循环后直接影响铝的溶出率。萃取法萃取镓常用的萃取剂为螯合类萃取剂P507[14],通过酸性磷氧螯合金属离子,但酸性溶液体系中铁离子与镓离子共存,导致萃取镓过程复杂。离子交换法因适用酸碱性含镓溶液、选择性好而得到广泛应用。拜耳法种分母液初始镓质量浓度为190～240 mg/L,经树脂饱和吸附和碱性淋洗剂洗脱,得到富镓碱性溶液,随后进一步蒸发浓缩、冷冻结晶、氧化、电解等工序制备金属镓。最终镓的吸附率达65.00%,洗脱率大于90.00%,电解回收率大于90.00%[15]。赤泥酸性浸出液中镓采用LSD-396型树脂可完全去除浸出液中的铁,并有效富集赤泥浸出液中少量镓,镓的吸附率和解吸率分别达59.84%和95.32%[16]。本团队前期[17]采用离子交换法吸附高铝粉煤灰提铝过程中低浓度的含镓碱液,通过LSC-600型螯合吸附树脂实现镓离子的高效吸附,最大吸附容量达3.13 mg/g,高浓淋洗段(0.3～1.5 BV)镓离子质量浓度为1 248 mg/L,富集倍数达25倍。
综上,对煤矸石中镓浸出、富集和除杂制备金属镓研究取得了一定进展,但提取制备金属镓的整体回收率较低,仅60%～70%。
随着氧化镓需求量不断增加,亟需开展富镓母液直接短程制备氧化镓研究,提高镓综合回收率。国内外学者针对氧化镓的合成工艺开展研究,近年来由于湿法合成工艺[18]对比气相沉积工艺[19-20]具备流程简单、收率高、操作温度低、常压等特点,成为研究热点。以GaCl3为镓源,氨水为沉淀剂,在pH为8、10、11,合成了单分散四棱柱状的α-GaOOH粉体[21],随后煅烧获得β-Ga2O3,氧化镓形貌与前驱体保持一致。以Ga(NO3)3为镓源,使用溴化十六烷基三甲铵调控在90 ℃沉淀12 h,制备得到平行排列的纳米杆状β-Ga2O3,长度为200 nm,直径为50 nm[22]。湿法合成制备氧化镓常由金属镓在硝酸/盐酸体系下溶解形成硝酸镓或氯化镓,再经水解调控得到纯度和粒径符合要求的GaOOH或Ga(OH)3中间体煅烧分解得到氧化镓。针对煤矸石硫酸体系富镓溶液,硫酸根与镓离子配位作用强,同时硫酸镓质量浓度低(1～3 g/L),亟需进行硫酸体系富镓溶液直接制备氧化镓研究。
因此,以离子交换过程中硫酸体系富镓溶液为原料,提出低浓度硫酸镓水解制备氧化镓的新方法,通过氢氧化钠中和剂沉淀调控水解过程,研究正交试验中沉淀pH、初始镓浓度、反应温度、搅拌转速、反应时间等因素对水解沉镓的影响;通过热力学计算和物相转变研究,明确不同沉淀pH下镓离子水解转化规律;通过单因素优化试验得到沉淀的最优工艺,最佳条件下煅烧得到氧化镓产物。通过硫酸体系富镓溶液直接水解制备氧化镓,为离子交换分离镓提供产品化思路,将有效促进低浓度酸性母液中镓的回收利用。
1 试 验
1.1 试验样品
试验过程中采用硫酸镓溶液模拟酸性含镓洗脱液。试验中使用的分析纯化学试剂有硫酸、硝酸、盐酸和氢氧化钠,由国药集团化学试剂有限公司提供,镓标液由国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院提供。
1.2 试验过程
试验以硫酸镓模拟溶液为原料,取一定量浓硫酸镓溶液稀释至一定浓度,随后向模拟溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至一定pH,在恒温水浴条件下水解反应一定时间,控制搅拌转速,随后升高反应温度至70 ℃,同时维持pH不变,陈化3 h。反应结束后自然冷却至室温,洗涤分离得到白色沉淀物,100 ℃下干燥至沉淀恒重,即获得前驱体。不同pH下获得的不同前驱体分别为镓明矾石NaGa3(SO4)2(OH)6、Ga(OH)3和GaOOH,前驱体Ga(OH)3在950 ℃下高温焙烧3 h得到氧化镓产物。试验过程中涉及的化学反应方程式为
3Ga2(SO4)3 12NaOH
2NaGa3(SO4)2(OH)6 5Na2SO4,
(1)
Ga2(SO4)3 6NaOH2Ga(OH)3 3Na2SO4,
(2)
Ga2(SO4)3 6NaOH2GaOOH 3Na2SO4 2H2O,
(3)
(4)
干燥固相使用X射线衍射仪(XRD)分析其物相,同时使用扫描电子显微镜(SEM)分析沉淀的形貌。溶液中镓浓度采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测试,镓离子沉淀率R为
(5)
其中,C1为滤液中的镓离子质量浓度,mg/L;V1为滤液体积,L;C0为溶液中的起始镓离子质量初始镓浓度,mg/L;V0为溶液的起始体积,L。所有结果均取3次平行试验的算术平均值。
采用微波消解工作站(MWD-650)对氧化镓产物进行消解,消解流程如下:称取0.1 g样品放入四氟乙烯消解罐中,加入2 mL 65%硝酸、2 mL 38%盐酸后放入微波消解工作站。消解结束后将消解罐放入180 ℃赶酸器中赶酸至液体为黄豆粒大小。将赶酸后的消解液定容、稀释后用ICP-OES测试,根据消解液中镓浓度进一步计算氧化镓纯度。
2 结果与讨论
2.1 正交试验
低浓度硫酸镓沉淀过程中沉淀pH、初始镓浓度、反应温度、搅拌转速、反应时间等因素对镓沉淀率的影响尚不明确,因此,以反应温度、pH、转速、初始镓浓度和反应时间为因素设计了五因素四水平正交试验,试验设计与镓沉淀率结果见表1。结果显示不同组间镓沉淀率变化明显,证明正交试验结果有效。
表1 沉淀过程正交试验设计及镓沉淀率结果
Table 1 Conditions and results of orthogonal experiments
对正交试验结果进行分析,确定镓沉淀过程的最大影响因素及相对最优反应参数,其中最优沉淀参数将用于下一步单因素优化试验。正交试验结果平均值和标准差计算结果见表2。可知KA1>KA2>KA4>KA3,KB2>KB3>KB1>KB4,KC2>KC3>KC1>KC4,KD3>KD4>KD2>KD1,KE4>KE3>KE1>KE2,可知相对最优反应参数为:pH=5、反应时间30 min、质量浓度1 000 mg/L、转速250 r/min、反应温度5 ℃。
表2 正交试验分析结果
Table 2 Analysis results of the orthogonal experiments
正交试验标准差反映该因素对试验结果的影响,由表2可知,RB>RE>RD>RC>RA,即对镓水解过程影响因素排序依次是pH、反应时间、初始镓浓度、搅拌转速、反应温度。pH对镓沉淀率的影响显著高于其他4个因素,同时反应时间和镓离子初始浓度对镓水解也有一定影响,因此进一步考察各因素对镓沉淀过程的影响。
正交试验获得的产物物相主要包含3种:第1种为pH=2.0所获产物,对照PDF卡片判断沉淀产物为含镓明矾石类产物;第2种为非晶相沉淀,根据文献记载,确定沉淀产物为无定形氢氧化镓[23];第3种水解产物谱峰与羟基氧化镓PDF卡片峰型一致,可判断沉淀产物为羟基氧化镓,该结果与QIAN等[21]研究结果一致。
2.2 不同物相沉淀产物合成机理
为更好明晰低浓度硫酸镓沉淀产物物相结构转变规律,研究在Ga-H2O体系(25 ℃)中不同pH下镓的形态变化,通过热力学软件HSC6.0计算Ga-H2O体系下可能涉及的所有化学反应的化学平衡常数,结果见表3。根据化学平衡常数定义,对于一般化学反应式,平衡常数K表达式为式:
(6)
表3 可能涉及的化学反应
Table 3 Possible chemical reactions
(7)
式中,A′、B′为反应物;C′、D′为生成物;a、b、c和d为化学计量数;c(A′)、c(B′)、c(C′)、c(D′)分别为A′、B′、C′、D′物质的平衡浓度。
根据化学平衡常数数据,建立镓离子不同存在形式之间的关系式,由溶液中总镓质量浓度(1 000 mg/L)迭代计算得到不同pH下镓离子的不同存在形式占比。
迭代计算后不同镓离子存在形式占比与pH之间的关系如图1所示。由图1可以看出,较低pH(pH<3.5)时,溶液中以Ga3 和Ga(OH)2 形态为主,此时溶液中硫酸根对镓离子的亲和作用强,占据主导地位,诱导Ga3 合成了镓明矾石[24]。反应式如下:
(8)
图1 镓在不同pH下的存在形式
Fig.1 Different existence forms of Ga in the solution systems at different pH values
随着pH逐渐升高(pH=3.5～6.5),溶液中逐渐生成了无定形晶粒,这些晶粒逐渐生长组装后合成了无定形氢氧化镓和羟基氧化镓,其中羟基氧化镓占据主要优势。然而由于在相对较低的pH以及温度下无定形氢氧化镓的氧化和缩合被抑制,同时由于陈化时间为3 h,陈化时间较短导致溶液中首先形成的无定形晶粒未能转化为结晶状态更好的羟基氧化镓[25]。随着pH继续升高(pH>6.5),无定形氢氧化镓逐渐氧化缩合为羟基氧化镓。相关反应式具体如下:
(9)
Ga(OH)3GaOOH H2O。
(10)
对正交试验不同条件下所获沉淀产物进行物相分析,证明理论计算过程的物相变化规律,结果如图2所示。正交试验过程前驱体物相主要包含3种,pH=2.0下沉淀产物为镓明矾石结构;pH=5.0下沉淀产物为无定形氢氧化镓结构[23];pH为7和9的沉淀产物谱峰与羟基氧化镓一致,其结果与热力学计算结果一致。
图2 正交试验沉淀产物物相
Fig.2 XRD patterns of the precipitated product by orthogonal experiments
采用SEM进一步明确3种沉淀产物的形貌变化规律,不同前驱体形貌如图3所示。镓明矾石沉淀形貌呈四面体状,棱角分明且表面存在缺陷,这可能是由于晶体生长时间短所致。无定形氢氧化镓沉淀形貌无较明确的晶型,即呈无定形状,同时在部分晶体表面生成少量棒状羟基氧化镓,主要由氢氧化镓脱水形成。羟基氧化镓沉淀形貌呈均匀棒状,分布均匀,仍可观察到羟基氧化镓是由无定形氢氧化镓转化而来。
图3 正交试验沉淀产物形貌
Fig.3 Morphology of the precipitated product by orthogonal experiments
因此,沉淀产物的转化合成机理与体系pH中镓离子物种存在优势有显著关系。镓明矾石合成过程,占据主要优势的Ga3 离子在硫酸根的亲和作用下形成四面体状的镓明矾石物相,pH升高后,Ga3 离子不断水解配合氢氧根,溶液中优先生成的无定形小颗粒组装为无定形氢氧化镓,pH继续升高后,促进了无定形氢氧化镓的氧化与缩合,从而合成棒状羟基氧化镓,SEM分析结果证实了水解过程的转化过程。
2.3 不同因素对镓沉淀过程的影响
根据正交试验结果,对反应体系pH、反应时间、镓初始浓度、搅拌转速、反应温度五因素进行单因素优化试验,考察其对镓水解过程的影响。在相对最优反应参数:pH为5、反应时间30 min、镓质量浓度1 000 mg/L、转速250 rmin、反应温度5 ℃下,设计不同单因素优化试验,参数见表4。
表4 单因素优化试验设计
Table 4 Single factor optimization experimental design
2.3.1 pH对镓沉淀过程的影响
对于吸附洗脱液,溶液中酸度通常较大,选择较高的沉淀pH意味着更大的耗碱量即更高的成本,但选择较低的沉淀pH则会影响镓的沉淀率。因此选择合适的沉淀pH对镓的沉淀回收具有重要的意义。
参照正交试验结果,在获得相对最优反应参数下对沉淀pH进行优化,考察沉淀试验在pH=1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0下镓的沉淀率及沉淀产物物相变化,pH优化结果如图4所示,随pH降低,镓的沉淀率初始时基本不变,pH降至4以下时镓沉淀率显著降低。随溶液pH降低,Ga(OH)3或GaOOH开始溶解,同时可溶性离子
逐渐占据优势(图1),导致镓沉淀率降低。
图4 不同沉淀pH下镓沉淀率变化
Fig.4 Effect of pH values on precipitation rate of Ga
不同沉淀pH下沉淀物相变化如图5所示。由图5可以看出,沉淀物相呈现明显的与pH相关的规律性,这与第2.2节中对不同pH下沉淀物相变化分析完全相符。但在较低pH下镓沉淀率显著降低,同时在沉淀中引入钠离子,直接影响后续氧化镓产物纯度。综上所述,选择pH=5作为最佳沉淀pH。
图5 不同沉淀pH下沉淀产物物相变化
Fig.5 XRD patterns of precipitated products at different pH values
2.3.2 其他因素对镓水解过程的影响
反应时间的选择对镓离子成核效果有一定影响,反应时间过短导致镓离子成核不完全,进而影响镓沉淀效果,但是反应时间过长则对成本控制有一定影响。
根据pH优化试验,pH=5时水解效果最好,镓沉淀率始终保持在99%以上难以观察到不同反应时间下沉淀率变化情况,因此降低pH=4对反应时间进行考察,不同反应时间下镓沉淀率变化如图6所示。反应时间20～50 min时镓沉淀率在99%左右,反应时间进一步增加时,镓沉淀率开始降低,表明较短的反应时间更有利于镓的结晶沉淀。这主要是因为过长反应时间导致晶粒生长较完全,进入陈化环节后,难以发生剪切成核及接触成核二次成核过程[26],导致镓沉淀率略降低。
图6 不同反应时间下镓沉淀率变化
Fig.6 Effect of reaction time on precipitation rate of Ga
由于吸附洗脱液经吸附富集镓浓度显著增加,但随原料液浓度波动也会导致吸附洗脱液中镓浓度变化,因此考察低浓度硫酸镓溶液中初始镓浓度对水解过程的影响。选择未进行富集除杂的煤矸石浸出液中镓离子质量浓度100 mg/L作为最低浓度,富集质量浓度设定1 500 mg/L作为最高镓浓度。初始镓浓度对镓沉淀率影响如图7所示。镓离子质量浓度在500～1 500 mg/L时,镓沉淀率始终保持在99%以上。镓质量浓度降至100 mg/L后镓沉淀率降至98%。
图7 不同初始镓浓度下镓沉淀率变化
Fig.7 Effect of initial Ga concentration on precipitation rate of Ga
对于有沉淀生成的化学反应,沉淀反应达化学平衡后影响沉淀溶解度的主要因素为同离子效应,即溶液中沉淀构晶离子浓度降低后使沉淀溶解度增大的效应,因此随反应物浓度降低使沉淀溶解度增大,即沉淀率下降。但对于100 mg/L下的镓沉淀率仍达到98%,证明满足低浓度富镓溶液水解沉淀过程需求。
搅拌转速在结晶过程中作用不容忽视,转速过低反应器内体系混合不均匀,不利于晶体长大。转速增大时传质改善,成核速率减小,生长速率增大,促进晶体生长。转速过大会破坏原有晶体从而造成二次成核,不利于晶体长大[27]。因此根据正交试验结果选择对转速150、200、250、300、350 r/min下镓的沉淀率进行考察。转速对镓沉淀率的影响如图8所示。
图8 不同转速下镓沉淀率变化
Fig.8 Effect of stirring speed on precipitation rate of Ga
由图8可以看出,随转速提高,镓沉淀率呈线性下降,但是整体沉淀率始终保持在98%以上。搅拌转速过大时,原有晶体被破坏造成二次成核,不利于晶体长大和水解沉淀,从而影响镓沉淀过程。因此沉淀过程中转速选择以混合达到均匀时的较低转速为宜。
温度在结晶过程中主要影响溶质离子扩散速度,从而决定晶粒生长和长大。反应温度对镓沉淀率影响如图9所示。随温度升高镓沉淀率上升,但整体沉淀率波动不大。这主要是因为在较低温度下,虽溶质扩散速度较慢,但在适宜pH下镓离子与氢氧根较充足,碰撞聚合成核几率较大,因此沉淀率保持在较高水平;随温度升高沉淀率略上升,这是因为温度越高,提供的能量越多,沉淀越易克服晶体表面能垒而结晶沉淀[28]。
图9 不同反应温度下镓沉淀率变化
Fig.9 Effect of reaction temperature on precipitation rate of Ga
综上所述,最佳试验条件:pH=5.0,反应时间20 min,初始镓质量浓度1 000 mg/L,搅拌速度150 r/min,反应温度选择室温(20～25 ℃)。最佳条件下镓沉淀率达99.5%以上,制备得到的沉淀产物的物相和形貌如图10所示。
图10 沉淀产物物相和形貌
Fig.10 XRD pattern and SEM image of precipitate
2.4 氧化镓材料制备及表征
经沉淀制备所得无定形氢氧化镓产物在950 ℃下煅烧3 h后即可制得β-Ga2O3,制备得到的氧化镓产物物相如图11所示,制备得到的氧化镓产物谱峰与β-Ga2O3 PDF卡片峰型一致,因此可判断煅烧制备的产物为β-Ga2O3。
图11 氧化镓产物物相
Fig.11 XRD pattern of gallium oxide
氧化镓产物形貌及EDS分析结果如图12所示。由图12可以看出,氧化镓形貌与其前驱体无定形氢氧化镓形貌保持一致,但经高温煅烧后氧化镓形貌更紧实致密,但仍保持无定形状态,对其进行面扫描及点扫描,结果显示煅烧产物为氧化镓。对氧化镓产物进行消解以分析其纯度,结果显示氧化镓产物纯度达98%,纯度较高。
图12 氧化镓产物的EDS面扫描和EDS点扫描
Fig.12 EDS surface scanning and EDS point collection of gallium oxide
3 结 论
1)通过正交试验考察了低浓度硫酸镓水解沉淀过程影响因素,确定对镓沉淀过程影响最大的因素排序依次是沉淀pH、反应时间、初始镓质量浓度、搅拌速率、反应温度。基于正交试验开展单因素优化,优化条件pH=5.0、初始镓质量浓度1 000 mg/L、反应时间20 min、搅拌速率150 r/min、反应温度20～25 ℃下,镓沉淀率达99.5%以上,经950 ℃下煅烧得到纯度98%的β-Ga2O3。
2)明确了硫酸体系下沉淀产物物相与沉淀pH之间的关系。pH<3.5时溶液中的镓以Ga3 和Ga(OH)2 形态为主,此时溶液中硫酸根对镓离子的亲和作用强,占据主导地位,诱导Ga3 合成了镓明矾石;3.5
3)通过水解沉淀法回收煤矸石富镓母液中低浓度镓资源,提出低浓度硫酸镓直接短程制备氧化镓的新思路,镓综合回收率由60%提高至99%以上,有效提升了煤矸石中战略金属镓资源的综合回收率,同时将为镓冶金过程中氧化镓制备提供新路径。
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Preparation of gallium oxide by hydrolyzing dilute gallium sulfate from gallium enriched mother liquor of coal gangue
Abstract：There are a lot of gallium resources in coal gangue in China, and the associated recovery and utilization of gallium has gradually become a research focus. Gallium metal was prepared by acid extraction of associated gallium and electrolysis of Ga-rich mother liquor, and the overall recovery of gallium was only 60%. With the increasing demand for gallium oxide, a new process for preparing gallium oxide by direct hydrolysis and precipitation of gallium-rich mother liquor was studied to reduce the preparation process of gallium metal and improve the comprehensive recovery rate of gallium products. However, the concentration of gallium ion in Ga-rich mother liquor is low, and the mechanism of hydrolysis and conversion by interaction with sulfate is not clear. In order to achieve efficient preparation of gallium oxide in low concentration Ga-sulfate mother liquor, the hydrolysis process and conversion mechanism were studied. The effects of reaction temperature, reaction time, stirring speed, pH of the system, initial gallium concentration and other factors on gallium precipitation rate and hydrolyzed products during hydrolysis of gallium in sulfuric acid system were investigated by orthogonal test. The morphologic changes of gallium hydroxy-coordination ions at different pH values were calculated by theoretical calculation, and the conversion mechanism of gallium during hydrolysis of gallium sulfate solution with low concentration was determined. The optimal gallium hydrolysis parameters were obtained by single factor test, and gallium oxide was prepared by calcination. The results show that the influencing factors of gallium hydrolysis are pH, reaction time, initial gallium concentration, stirring rate and reaction temperature. When pH<3.5, Ga3 and Ga(OH)2 in the solution are dominant, and the precipitate phase is gallium alingite under the affinity between sulfate and gallium ion. When 3.5
is the main content in the solution, and the precipitate phase is oxidized from amorphous gallium hydroxide to hydroxyl gallium oxide. According to orthogonal and single factor experiments, the precipitation parameters of gallium sulfate solution are optimized as pH 5.0, initial gallium concentration 1 000 mg/L, reaction time 20 min, stirring rate 150 r/min, reaction temperature 20-25 ℃. The recovery rate of gallium is over 99.5%, and the precipitate phase is amorphous gallium hydroxide.
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