碳酸化法提镓(extraction of gallium by carbonation)

通过控制氧化铝生产循环铝酸钠碱液的碳酸化程度，使碱液中镓和铝分离的镓回收方法。此法产出的Al(OH)3可作为商品销售，其他副产物可返回氧化铝生产流程。但镓回收率低于60％，且一次碳酸化脱铝操作要求严格。

拜耳法生产氧化铝的循环铝酸钠碱液富集后含镓0.15～0.20g／L。这种循环碱液还含Na2O115～135g／L、Al2O355～65g／L，是生产镓的重要原料。镓的化学性质和铝近似，但氢氧化镓的酸性强于氢氧化铝，利用二者性质的这一差异，通过一次碳酸化(见铝酸钠溶液碳酸化分解)脱除循环碱液中大部分铝，然后再进行循环铝酸钠碱液的二次深度碳酸化获得镓精矿。其工艺流程如图。

碳酸化过程作业的作法是：缓慢往循环铝酸钠碱液中通入CO2，并控制通入CO2量仅使NaOH转变为Na2CO3：

2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O(1)

即CO2通入到Na2CO3还来不及转变成NaHCO3便停止。伴随反应(1)的进行，循环铝酸钠碱液Na2O与Al2O3的苛性比(摩尔比)逐渐下降，导致铝酸钠水解析出Al(OH)3：

Na[Al(OH)4]==NaOH+Al(OH)3↓(2)

反应(1)和(2)交替进行。往循环碱液缓慢通入CO2及添加Al(OH)3品种，有利于Na[Al(OH)4]的水解完全，并在晶种表面析出活性低的Al(OH)3颗粒，从而能减少对镓的吸附共淀损失。一次碳酸化脱铝能脱除循环碱液中90％的铝，随Al(OH)3沉淀物带走的镓不到其总量的10％。一次碳酸化脱铝结束后，滤出Al(OH)3沉淀，部分Al(OH)3返回作晶种。

经一次碳酸化脱铝后，溶液中的Al2O3由55～65g／L降到6g／L左右。这种溶液用作二次深度碳酸化的料液。即再次通CO2进行二次碳酸化至溶液呈饱和状态，使溶液中的铝和镓全部沉淀析出成为镓精矿。含Na2HCO3的母液返回一次碳酸化脱铝工序，用以替代CO2中和NaOH。二次碳酸化所得的镓精矿，其主要成分的典型含量(质量分数ω／％)为：Al2O347.2，Ga0.33．CO223．6，H2O9．6；其Al2O3与Ga的摩尔比值为143．6。这个比值远大于作为镓电解原液所要达到的20～50比值。为此，当用这种镓精矿制备电解原液时，配加的Na(]H量应仅够溶解镓精矿中的Na2O•Al2O3•2CO2•nH2O和镓，而不足以溶解其中的Al(OH)3，这样就提高了溶液中的镓铝比值，亦提高了镓的浓度。如电解原液中的杂质含量较高时，还需经过添加Na2S等物处理，除去有机物及重金属后，在不锈钢质电极的电解槽内进行电解，产出纯度为99．99％的金属镓。