镓的提取物、镓提取物的制备方法及制备系统，镓的提纯方法和提纯系统与流程

1.本发明涉及晶体生长技术领域，特别是涉及一种镓的提取物、镓提取物的制备方法及制备系统，镓的提纯方法和提纯系统。

背景技术：

2.工业生产过程中，对于镓的需求较多。因此，镓提取物的制备具有重要意义。
3.现有的镓提取物的制备通常都是从含镓矿石中提取镓，使得镓资源不断减少。

技术实现要素：

4.本发明提供一种镓的提取物、镓提取物的制备方法及制备系统，镓的提纯方法和提纯系统，旨在解决现有技术中，仅是从含镓矿石中提取镓，使得镓资源不断减少的问题。
5.本发明的第一方面，提供一种镓提取物的制备方法，所述镓提取物来自于单晶炉的炉灰。
6.本发明中，镓提取物来自于单晶炉的炉灰，而不是从含镓矿石中提取镓，避免了镓资源减少，实现了单晶炉的炉灰的二次利用，减少了资源浪费。
7.可选的，所述方法包括：
8.去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物；
9.将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液；
10.对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。
11.可选的，所述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；所述将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液，包括：
12.将所述初步产物与碱混合，生成不溶于所述碱的溶液的沉淀物，以及溶于所述碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体；
13.将所述第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；
14.所述对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物，包括：
15.对所述镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。
16.本发明中，先去除了炉灰中的二氧化硅，而炉灰中的二氧化硅的含量为炉灰总质量的75％-90％，则，后续的处理仅是针对炉灰中的含量为10％-25％的物质，所需的碱的质量少，处理废液的成本也小，进而，该回收方法成本较低。将初步产物与碱混合，去除其他杂质，镓酸盐溶液，对镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物，通过该方法得到的镓提取物中镓的质量含量达到99％以上。
17.可选的，所述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；所述将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液，包括：
18.将所述初步产物与碱混合，生成不溶于所述碱的溶液的沉淀物，以及溶于所述碱
的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体；
19.将所述第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；
20.所述对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物，包括：
21.对所述镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。
22.初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物，将初步产物与碱混合，初步产物中的其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于碱的溶液的沉淀物，初步产物中的镓的化合物与碱的溶液生成溶于碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体，将第一液体过滤，以去除初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液，对镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物，通过该方法得到的镓提取物中镓的质量含量达到99.99％以上。
23.可选的，电解过程中：所述镓酸盐溶液的ph值为8-10；和/或，电解温度为25℃-50℃；和/或，电解电流为5-20a。
24.可选的，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：
25.采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，去除所述炉灰中的二氧化硅，得到所述初步产物。
26.可选的，所述将所述初步产物与碱混合，包括：
27.将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(1:2)-(1:10)。
28.可选的，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：
29.先对炉灰加热，然后向加热后的炉灰中通入卤族气体，反应生成金属卤化物气体，收集所述金属卤化物气体。
30.可选的，所述将所述初步产物与碱混合，包括：
31.将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(1:2)-(1:10)。
32.可选的，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：
33.向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，得到具有沉淀的第二液体；
34.过滤所述第二液体，以去除所述炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到所述初步产物。
35.可选的，所述向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，包括：在惰性气体环境中，向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸；
36.和/或，所述酸包括：无机酸；
37.和/或，所述炉灰与所述酸的质量比为：(1:2)-(1:10)；
38.和/或，加入所述酸的速度小于或等于5l/min；
39.和/或，所述镓的化合物和所述其他金属的化合物，溶解在所述酸的过程中，气压为0.1mpa-10mpa；
40.和/或，所述过滤所述第二液体，包括：采用孔径大于1um，小于20um的滤布，过滤所述第二液体；
41.和/或，所述酸加入完毕后，将所述炉灰和所述酸进行搅拌；所述将所述初步产物
与碱混合，包括：
42.将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(2:1)-(10:1)。
43.可选的，所述采用气流，对所述炉灰进行分离筛选之前，所述方法还包括：
44.采用目数不同的筛网，对所述炉灰根据颗粒直径进行分类，得到不同颗粒直径的炉灰；
45.所述采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，包括：
46.采用不同流速的气流，对对应颗粒直径的炉灰进行分离筛选。
47.可选的，所述炉灰中镓元素的质量含量为0.01-5％。
48.本发明的第二方面，提供一种镓的提取物，通过中任一前述的镓提取物的制备方法制备得到。
49.本发明的第三方面，提供一种采用任一前述的镓提取物的制备方法制备镓提取物的制备系统，所述镓提取物来自于单晶炉的炉灰。
50.可选的，所述制备系统包括：依次分布的二氧化硅去除装置、碱中和装置、电解装置；
51.所述二氧化硅去除装置，用于去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物；
52.所述碱中和装置，用于将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液；
53.所述电解装置，用于对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。
54.可选的，所述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；
55.所述碱中和装置，包括：碱中和模块和过滤模块；
56.所述碱中和模块，用于将所述初步产物与碱混合，生成不溶于所述碱的溶液的沉淀物，以及溶于所述碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体；
57.所述过滤模块，用于将所述第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；
58.所述电解装置，具体用于对所述镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。可选的，所述二氧化硅去除装置，包括：分离筒；所述分离筒用于：采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，去除所述炉灰中的二氧化硅，得到所述初步产物。
59.可选的，所述二氧化硅去除装置，包括：第一炉灰容置容器、卤族气体存储容器、过滤罐，所述第一炉灰容置容器具有炉灰进料口、进气口、出气口；
60.所述炉灰从所述进料口进入所述第一炉灰容置容器，所述第一炉灰容置容器先对所述炉灰加热，然后所述卤族气体存储容器从所述进气口，向所述第一炉灰容置容器中通入卤族气体，反应生成金属卤化物气体，所述金属卤化物气体通过所述出气口进入所述过滤罐。
61.可选的，所述二氧化硅去除装置，包括：第二炉灰容置容器、过滤件、酸液存储容器，所述第二炉灰容置容器具有酸液进料口；
62.所述第二炉灰容置容器中盛放有炉灰，通过所述酸液进料口向所述炉灰中加入与二氧化硅不反应的酸，得到具有沉淀的第二液体；
63.通过所述过滤件过滤所述第二液体，以去除所述炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到所述初步产物。
64.可选的，所述二氧化硅去除装置，还包括：惰性气体存储容器，所述第二炉灰容置容器还具有惰性气体入口，所述惰性气体存储容器用于通过所述惰性气体入口向所述第二炉灰容置容器中通入惰性气体，以形成惰性气体环境；在所述惰性气体环境中，通过所述酸液进料口向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸；
65.和/或，所述第二炉灰容置容器还包括：位于所述酸液进料口的喷淋结构；所述喷淋结构以小于或等于5l/min的速度，均匀的向所述炉灰中喷洒所述酸；
66.和/或，所述二氧化硅去除装置，还包括：压力表，所述压力表用于测量所述第二炉灰容置容器内的气压；
67.和/或，所述二氧化硅去除装置，还包括：与第二炉灰容置容器连通的废气回收结构；
68.和/或，所述过滤件包括滤布，所述滤布的孔径大于1um，小于20um；
69.和/或，所述第二炉灰容置容器还包括：位于底部的搅拌结构，所述搅拌结构用于在所述酸加入完毕后，将所述第二炉灰容置容器中的炉灰和所述酸进行搅拌。
70.本发明的第四方面，提供一种镓的提纯方法，包括：对前述的镓的提取物，进行结晶。
71.本发明的第五方面，提供一种镓的提纯系统，用于对前述的镓的提取物，进行结晶。
附图说明
72.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
73.图1示出了本发明实施例中的一种单晶炉的结构示意图；
74.图2示出了本发明实施例中的一种镓提取物的制备方法的步骤流程图；
75.图3示出了本发明实施例中的另一种单晶炉的结构示意图；
76.图4示出了本发明实施例中的一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图；
77.图5示出了本发明实施例中的另一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图；
78.图6示出了本发明实施例中的还一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图。
79.附图标记说明：
80.1-单晶炉，2-炉灰沉积容器，3-电源柜，4-单向控制阀，5-二氧化硅去除装置，51-分离筒，52-筛网，53-第一炉灰容置容器，531-炉灰进料口，532-出料口，533-加热器，54-卤族气体存储容器，55-过滤罐，56-抽气部件，57-废气处理部件，58-第二炉灰容置容器，59-过滤件，510-酸液存储容器，511-惰性气体存储容器，512-压力表，513-废气回收结构，514-调节阀，515-氢气回收结构，581-喷淋结构，582-搅拌结构。
具体实施方式
81.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
82.发明人发现：由于具有较低的复合缺陷和光致衰减等，掺镓单晶硅太阳能电池已被广泛使用。已有的掺镓单晶硅太阳能电池中的镓，通常是在晶体生长过程中，以掺杂的方式进入晶硅中。然而，由于镓在硅中的分凝系数仅为0.008，因此，进入晶体硅中的镓的含量较少。在单晶拉制过程中，镓容易挥发，最终以炉灰的形式被带出。然而，在晶体生长技术领域，单晶炉的炉灰通常通过固体废弃物处理，使得镓也随着单晶炉的炉灰被处理，造成极大的浪费。
83.因此，本发明的发明人创造性的提出，镓提取物的制备方法，该镓提取物来自于单晶炉的炉灰。本发明中，镓提取物来自于单晶炉的炉灰，而不是从含镓矿石中提取镓，避免了镓资源减少，实现了单晶炉的炉灰的二次利用，减少了资源浪费。
84.此处的单晶炉的炉灰就是单晶炉拉制单晶的过程中的挥发物，炉灰的形态为粉末状。图1示出了本发明实施例中的一种单晶炉的结构示意图。如图1所示，在拉晶过程中，单晶炉1内挥发物会随着排气系统进入炉灰沉积容器2中，停炉后清理单晶炉排气管道附着物及炉灰沉积容器2中的挥发物，就得到了本技术中的单晶炉的炉灰。图1中的3为电源柜，电源柜3为单晶炉1中的部件等提供电源。炉灰的主要成分为：二氧化硅、氧化亚硅、三氧化二镓，以及除了镓的其他金属的氧化物。炉灰的颗粒尺寸介于5-50um(微米)之间。
85.该方法具体可以考虑二氧化硅，和镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物不同的物理性质和/或化学性质，进而去除单晶炉的炉灰中除镓之外的杂质，从单晶炉的炉灰中提取出镓，对于具体方式不作限定。例如，可以将单晶炉的炉灰和碱混合，二氧化硅在碱的溶液中形成硅酸盐胶体，而除镓之外的其他金属的化合物在碱的溶液中会生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，而镓的化合物会在碱的溶液中生成溶解在该碱的溶液中的镓酸盐，且硅酸盐胶体、上述沉积物均不溶解在镓酸盐中，然后将硅酸盐胶体以及上述沉淀物，过滤掉，即得到了镓酸盐溶液，对镓酸盐溶液进行电解，即可以得到镓的提取物，该方法提取得到镓提取物的纯度达到了99％以上。
86.图2示出了本发明实施例中的一种镓提取物的制备方法的步骤流程图。参照图2所示，该方法包括如下步骤：
87.步骤101，去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物。
88.具体的，发明人发现：单晶炉的炉灰中二氧化硅的质量含量为75％-90％，若先不去除炉灰中的二氧化硅，而是直接向炉灰中加入碱，二氧化硅和氧化亚硅，会在碱的溶液中形成硅酸盐胶体。而硅酸盐胶体会包裹镓的化合物，使得镓的化合物不能充分溶解，同时过滤过程，镓酸盐也会被硅酸钠胶体包裹，导致部分镓酸盐不能被滤出，使得镓酸盐滤液减少，多重原因导致最终得到的镓提取物质量相对较少。并且，碱需要和炉灰中的二氧化硅、氧化亚硅、以及镓的化合物，除镓之外的其余金属的化合物反应，因此，需要的碱多。而加入的碱通常会带入杂质，加入的碱多，则，带入的杂质也多，使得最终得到的镓提取物的纯度也相对较低。而且，需要的碱多，废液也多，废液处理成本等也较高。
89.因此，本技术发明人创造性的先去除炉灰中的二氧化硅，用于克服上述问题。由该方法得到的镓提取物质量较多，最终得到的镓提取物的纯度较高，用的碱少，成本较低，废液也较少，处理废液的成本也较低。
90.具体的，单晶炉的炉灰的密度为0.03g/cm
3-0.1g/cm3。可选的，单晶炉的炉灰中镓元素的质量含量为0.01％-5％。去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅的方式不作具体限定，具体可以考虑二氧化硅，和镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物不同的物理性质和/或化学性质。单晶炉的炉灰中，除镓之外的其他金属可以为：铝、铁、锌等。例如，可以采用与二氧化硅不反应的酸，溶解炉灰，而镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物通常溶解于酸，进而将炉灰中的二氧化硅与其他成分进行分离。
91.由于单晶炉的炉灰中，二氧化硅的质量含量为75％-90％，因此，后续的处理都是针对仅炉灰质量的10％-25％的物质，需要的反应物较少，处理废液的成本也小，进而，该回收方法成本较低。
92.步骤102，将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液。
93.该步骤中，主要通过镓的化合物在过量的碱的溶液中能够生成溶于该碱的溶液的镓酸盐，而没有二氧化硅的单晶炉的炉灰中除镓之外的其他杂质与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，去除其他杂质。此处的过量以炉灰中的几乎全部的镓的化合物能够生成镓酸盐为参照。本发明实施例，对此，不作具体限定。
94.可选的，上述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物。该步骤102可以包括：将初步产物与碱混合，初步产物中的其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，初步产物中的镓的化合物，与该碱的溶液反应生成溶于该碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体。将该第一液体过滤，以去除初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液。
95.该步骤中，主要通过镓的化合物在过量的碱的溶液中能够生成溶于该碱的溶液的镓酸盐，而单晶炉的炉灰中除镓之外的其他金属的化合物与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，得到具有沉淀的第一液体，对炉灰中的镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物进行分离。此处的过量以炉灰中的几乎全部的镓的化合物能够生成镓酸盐为参照。本发明实施例，对此，不作具体限定。该第一液体中的沉淀的主要成分即为其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物。
96.具体的，镓的化合物在过量的碱的溶液中大致反应过程如下：首先，ga
3+
+oh-→
ga(oh)3，接着，ga(oh)3+oh-→
gao
2-+2h2o。如，若碱为氢氧化钠，则，ga(oh)3+naoh
→
nagao2+2h2o。镓酸根离子通常以镓酸盐方式溶解在碱溶液中。而炉灰中除镓之外的其他金属的化合物，如铝的化合物、铁的化合物、锌的化合物等在碱的溶液中会生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，如氢氧化铁等，大致反应如下：m
n+
+oh-→
m(oh)n。此处的m可以指代炉灰中除镓之外的其他金属的元素符号，n可以为炉灰中除镓之外的其他金属的离子的所带的正电荷的个数，n为自然数。
97.可选的，上述步骤可以选择无机碱，无机碱不会和金属化合物发生络合反应，不会向镓酸盐滤液中引入杂质，不会影响后续得到的镓提取物的纯度，由此得到的镓的提取物的纯度较高。
98.需要说明的是，若该初步产物中还含有少量的二氧化硅，则，二氧化硅会在该步骤
中形成硅酸盐胶体，而硅酸盐胶体通常也不溶于碱的溶液。此处的二氧化硅可以是单晶炉的炉灰中的原始的二氧化硅，也可以是由步骤101将单晶炉的炉灰中的氧化亚硅转化后形成的二氧化硅，在发明实施例中，对此均不作具体限定。
99.上述第一液体主要包括：溶解在该碱的溶液中的镓酸盐，以及与该碱的溶液反应生成的不溶于该碱的溶液的沉淀物等。过滤掉不溶于该碱的溶液的沉淀物，实现了将单晶炉的炉灰中的镓与除镓之外的其他金属的化合物的分离。
100.若上述步骤102中还形成了硅酸盐胶体，而硅酸盐胶体通常也不溶于碱的溶液，该步骤中通过过滤也可以去除。
101.步骤103，对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。
102.采用与镓酸盐对应的电解条件，对镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物，得到的镓提取物中镓的质量含量达到99.99％以上。
103.可选的，前述步骤102中，若对第一液体过滤后，得到了镓酸盐滤液，则该步骤103可以包括：对该镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。电解条件同样采用与镓酸盐对应的电解条件。
104.本发明中，先去除了炉灰中的二氧化硅，而炉灰中的二氧化硅的含量为炉灰总质量的75％-90％，则，后续的处理仅是针对炉灰中的含量为10％-25％的物质，所需的碱的质量少，处理废液的成本也小，进而，该回收方法成本较低。将初步产物与碱混合，初步产物中的其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于碱的溶液的沉淀物，初步产物中的镓的化合物与碱的溶液生成溶于碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体，将第一液体过滤，以去除初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液，对镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物，通过该方法得到的镓提取物中镓的质量含量达到99.99％以上，实现了单晶炉的炉灰的二次利用，减少了资源浪费。
105.可选的，上述步骤中，碱的溶液的ph值可以为10-14，碱的溶液的ph值在该范围内，能够充分溶解炉灰中镓的化合物，且废液中剩余的碱相对较少，利于降低成本，同时利于废液的处理。例如，碱的溶液的ph值可以为10、11、12、12.6、13、14。
106.可选的，上述步骤中，碱可以包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾，上述碱较为常见，易于获取。
107.可选的，电解过程中：镓酸盐溶液或镓酸盐滤液的ph值可以为8-10；和/或，电解温度可以为25℃-50℃；和/或，电解电流可以为5-20a。上述电解条件，利于从镓酸盐溶液或镓酸盐滤液中快速提取得到纯度较高的镓提取物。例如，镓酸盐溶液或镓酸盐滤液的ph值可以为8、8.3、8.9、9、9.5、9.8、10。电解温度可以为25℃、26℃、29℃、30℃、32℃、40℃、43℃、45℃、50℃。电解电流可以为5a、8a、10a、12a、13a、15a、16a、17a、18a、19a、20a。
108.可选的，前述步骤101可以包括：采用气流，对炉灰进行分离筛选，在分离筛选过程中，炉灰中的二氧化硅颗粒、氧化亚硅颗粒受到的风力，均大于或等于其自身的重力，而炉灰中的其他颗粒受到的风力，均小于其自身的重力，以去除炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅，得到初步产物。去除炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅的过程中，仅依靠风力即可，不需要反应液体等，不会产生废液，没有废液回收成本，镓的回收成本低。
109.具体的，利用三氧化二镓、金属氧化物，与二氧化硅、氧化亚硅密度间的差异，获得三氧化二镓和其他金属氧化物颗粒，及二氧化硅颗粒、氧化亚硅颗粒，以去除炉灰中的二氧
化硅和氧化亚硅。可以给炉灰与重力方向相反的风力，炉灰中的镓的化合物通常为三氧化二镓，其他金属也通常以金属氧化物形式存在。三氧化二镓密度的为5.9g/cm3，二氧化硅密度为2.2g/cm3，氧化亚硅密度为2.1g/cm3，根据炉灰的颗粒范围等，计算出二氧化硅颗粒的重力、氧化亚硅颗粒的重力，通常情况下，金属氧化物颗粒的重力大于二氧化硅颗粒的重力、氧化亚硅颗粒的重力，将风力设置为大于或等于二氧化硅颗粒的重力、氧化亚硅颗粒的重力，小于金属氧化物颗粒的重力，进而，风力可以将二氧化硅颗粒吹至悬浮状态，也可以将氧化亚硅颗粒吹至悬浮状态，而金属氧化物颗粒由于其自身的重力较大，会在重力的影响下，向下降落，进而可以去除炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅。
110.需要说明的是，此处的气流可以是空气气流，和/或惰性气体气流。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
111.图3示出了本发明实施例中的另一种单晶炉的结构示意图。参照图3所示，拉晶过程中，单晶炉1内的挥发物经排气管道排出，在主排气管道安装气体单向控制阀4，当挥发物经过气体单向控制阀4后，流入二氧化硅去除装置5中。
112.可选的，采用气流，对炉灰进行分离筛选之前，该方法还可以包括：采用目数不同的筛网，对炉灰根据颗粒直径进行分类，得到不同颗粒直径的炉灰。上述采用气流，对炉灰进行分离筛选，包括：采用不同流速的气流，对对应颗粒直径的炉灰进行分离筛选，此种方式能够实现更为精准的分离，得到的初步产物里面镓的质量比例可能更高，利于从炉灰中提纯得到更多的镓。
113.具体的，可以将炉灰依次通过不同的目数的筛网，将炉灰根据颗粒直径进行分类，得到不同颗粒直径的炉灰。根据颗粒直径的不同，分别计算出不同颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力、不同颗粒直径的氧化亚硅颗粒的重力，通常情况下，相同颗粒直径的金属氧化物颗粒的重力，大于该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力、该颗粒直径的氧化亚硅颗粒的重力，将风力设置为大于或等于该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力，则该风力也大于该颗粒直径的氧化亚硅颗粒的重力，进而，风力可以将同一颗粒直径的二氧化硅颗粒吹至悬浮状态，也可以将该颗粒直径的氧化亚硅颗粒吹至悬浮状态，而同一颗粒直径的金属氧化物颗粒由于其自身的重力较大，大于该风力，会在重力的影响下，向下降落，进而可以去除炉灰中该颗粒直径的二氧化硅和氧化亚硅。依次类推，对分类后的各个颗粒直径的炉灰，分别进行去除该颗粒直径的二氧化硅和氧化亚硅的操作，就将炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅均去除了。
114.在确定某一颗粒直径对应的风力的过程中，可以根据斯托克斯阻力公式：f＝6πμ0vd。该式中，f：风力，μ0：空气常压粘性系数，v：气流流速，d：颗粒直径。此处的分离通常在常温下进行，μ0的取值可以为1.79
×
10-5
pa.s(帕斯卡秒)。此处的风力f可以设定为大于或等于该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力。该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力＝该颗粒直径的二氧化硅颗粒的质量
×
重力加速度(取值为9.8n/kg)，该颗粒直径的二氧化硅颗粒的质量＝(3πr3/4)
×
2.2g/cm3，此处的r＝d/2，计算重力中的d和斯托克斯阻力公式中的d均为该颗粒直径，则，通过该式可以计算得出气流流速v。风力f大于或等于该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力的情况下，风力可以将该颗粒直径的二氧化硅颗粒至少吹至悬浮状态，同样可以将该颗粒直径的氧化亚硅颗粒至少吹至悬浮状态，而该颗粒直径的金属的氧化物的重力往往大于该颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力，该颗粒直径的金属的氧化物的重力大于该风力f，进而，该颗粒直径的金属的氧化物在该风力作用下，依然沿着重力的方向下落，进而可以
将该颗粒直径的炉灰中的二氧化硅、氧化亚硅进行去除。依次类推就可以将该炉灰中的所有颗粒直径的二氧化硅、氧化亚硅进行去除。
115.可选的，采用不同流速的气流，对对应颗粒直径的炉灰进行分离筛选，包括：采用流速大于或等于1.34cm/s的空气气流，对颗粒直径为20um的炉灰进行分离筛选。具体的，二氧化硅密度为2.2g/cm3，氧化亚硅密度为2.1g/cm3，颗粒直径为20um的二氧化硅颗粒的质量为9.22
×
10-9
g。将公式f＝6πμ0vd中的f确定为大于或等于9.22
×
10-9
g的质量对应的重力，μ0可以取值为：1.79
×
10-5
pa.s，此处的d＝20um，由此计算得出，空气流速v大于等于1.34cm/s，可在分离筒51下方收集到三氧化二镓颗粒。
116.可选的，若采用气流，对炉灰进行分离筛选，去除炉灰中的二氧化硅。则，上述步骤102中，若选择无机碱，则，初步产物与固体无机碱的质量比可以为：(1:2)-(1:10)，初步产物与固体无机碱的质量比在该范围内，能够充分溶解炉灰中镓的化合物，且废液中剩余的无机碱相对较少，利于降低成本，同时利于废液的处理。例如，初步产物与固体无机碱的质量比可以为：1:2、1:3、1:4、1:4.2、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
117.可选的，上述步骤101可以包括：先对炉灰加热，然后向加热后的炉灰中通入卤族气体，在卤族气体环境中，加热后的炉灰中的镓的化合物以及其他金属的化合物，与卤族气体，反应生成金属卤化物气体，而，加热后的炉灰中的二氧化硅以固体存在，收集金属卤化物气体，去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物。此处卤族气体的具体种类不作限定，例如，卤族气体可以为卤族气体，和/或，氟利昂气体等。
118.具体的，炉灰中的金属氧化物和二氧化硅的沸点都很高，例如，三氧化二镓的沸点通常大于2000℃，通过卤族气体，将加热至700℃-1100℃的炉灰中沸点很高的金属氧化物转换为沸点较低的金属卤化物，金属卤化物在700℃-1100℃范围内已经是气体，同时，二氧化硅与卤族气体不发生反应，依然保持很高的沸点，在700℃-1100℃范围内为固体，利用二氧化硅和金属卤化物沸点的不同，将炉灰中的二氧化硅进行分离，去除炉灰中的二氧化硅的方式工序步骤少，效率高。
119.可选的，若先对炉灰加热，然后向加热后的炉灰中通入卤族气体，在卤族环境中，去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物。则，上述步骤102中，若选择无机碱，则，初步产物与固体无机碱的质量比可以为：(1:2)-(1:10)，初步产物与固体无机碱的质量比在该范围内，能够充分溶解炉灰中镓的化合物，且废液中剩余的无机碱相对较少，利于降低成本，同时利于废液的处理。例如，初步产物与固体无机碱的质量比可以为：1:2、1:3、1:4、1:4.2、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
120.可选的，上述步骤101可以包括：向炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，镓的化合物和其他金属的化合物，溶解在酸中，而，炉灰中的二氧化硅在酸中不溶解，得到具有沉淀的第二液体；过滤该第二液体，以去除炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到初步产物。利用二氧化硅不溶于该酸，而镓的化合物和其他金属的化合物，能够溶解在与二氧化硅不反应的酸中，仅需一步酸浸就可以对炉灰中的二氧化硅进行去除，工艺步骤简单，且去除炉灰中的二氧化硅所用的酸仅需要溶解除了二氧化硅的部分即可，也就是说，此处用到的酸仅是针对炉灰的质量含量为25％-10％的部分，所用到的酸的量较少，可以降低成本，同时废液相对较少，也可以降低废液处理成本。例如，此处的酸可以为硫酸、盐酸、硝酸等。对于不与二氧化硅反应的酸的具体类别不作限定。
121.炉灰中的三氧化二镓与与二氧化硅不反应的酸发生如下反应：ga2o3+6h
+
→
2ga
3+
+3h2o。炉灰中除了镓之外的其他金属氧化物与该的酸大致发生如下反应：m
x
o+ah
+
→mxa+
+h2o，m可以指代炉灰中除镓之外的其他金属的元素符号，x为炉灰中除镓之外的其他金属的氧化物的化学式中金属m的原子个数，x为自然数。a为m
xa+
离子所带的正电荷的个数，a为自然数。炉灰中的氧化亚硅与该酸大致发生如下反应：sio+4h
+
→
si
4+
+h2o+h2。此处的酸将氧化亚硅转化为四价硅离子，四价硅离子在步骤102中的碱中形成硅酸盐胶体，而硅酸盐胶体通常也不溶于碱的溶液，因此，炉灰中的氧化亚硅也可以在上述步骤102中去除。具有沉淀的第二液体中的沉淀的主要成分为二氧化硅。
122.由于氧化亚硅的存在，炉灰和该酸反应会持续生成氢气，若上述反应在密闭容器中进行，会导致密闭容器的压力持续上升。可选的，三氧化二镓的最佳溶解压力为0.1mpa-10mpa，因此，镓的化合物和其他金属的化合物，溶解在酸的过程中，气压为0.1mpa-10mpa，以利于三氧化二镓溶解在酸中。
123.可选的，向炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，包括：在惰性气体环境中，向炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，进而排出反应环境中的空气等，降低反应环境中的氧气，避免氧气参与反应。惰性气体可以为：氮气、氩气等。
124.和/或，可选的，酸的浓度可以为：0.1mol/l-3mol/l，酸的浓度在该范围内不仅利于将炉灰中的三氧化二镓及其他金属的氧化物较为彻底的溶解，而且酸液基本使用完毕，不仅利于降低成本，而且可以减少废液处理的压力。例如，酸的浓度可以为：0.1mol/l、0.4mol/l、0.5mol/l、0.8mol/l、1mol/l、1.2mol/l、2mol/l、2.4mol/l、3mol/l。
125.和/或，可选的，炉灰与酸的质量比可以为：(1:2)-(1:10)，炉灰与酸的质量比在该范围内不仅利于将炉灰中的三氧化二镓及其他金属的氧化物较为彻底的溶解，而且酸液基本使用完毕，不仅利于降低成本，而且可以减少废液处理的压力。例如，炉灰与酸的质量比可以为：1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
126.和/或，可选的，加入酸的速度小于或等于5l/min，进而可以使得生成氢气的反应不剧烈，安全性能好，且可以使得酸液和炉灰充分接触，可以适当减少酸的用量。还可以调控加入酸的均匀程度，使得酸均匀加入炉灰中，同样可以使得生成氢气的反应不剧烈，安全性能好，且可以使得酸液和炉灰充分接触，可以适当减少酸的用量。
127.和/或，可选的，过滤该第二液体，包括：采用孔径大于1um，小于20um的滤布，过滤该第二液体，炉灰中的镓及其他金属的化合物，溶解在酸中，此处滤布的孔径大于1um，小于20um，可以将绝大多数的二氧化硅颗粒过滤掉，使得得到的初步产物中镓的含量较高。
128.可选的，上述酸可以为无机酸。无机酸可以为：盐酸、硫酸、硝酸等，对于无机酸的种类不作具体限定。无机酸不会向初步产物中引入杂质，不会影响后续得到的镓提取物的纯度，使得后续得到的镓提取物的纯度较高。
129.可选的，当酸加完之后，还可以搅拌炉灰和酸，使得炉灰与酸更加充分地接触，可以提高反应速度。
130.本发明还提供一种镓的提取物，该镓的提取物通过任一前述的镓提取物的制备方法制备得到。该镓的提取物，与任一前述的镓提取物的制备方法具有相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
131.本发明还提供一种采用任一前述的镓提取物的制备方法制备镓提取物的制备系
统，镓提取物来自于单晶炉的炉灰。该制备系统与前述的镓提取物的制备方法具有相同或相似的有益效果。
132.可选的，该制备系统包括：依次分布的二氧化硅去除装置、碱中和装置、电解装置。其中，二氧化硅去除装置，用于去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物。碱中和装置，用于将初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液。电解装置，用于对镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。
133.可选的，初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；前述碱中和装置，包括：碱中和模块和过滤模块。碱中和模块用于将所述初步产物与碱混合，初步产物中的其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物，初步产物中的镓的化合物，与该碱的溶液反应生成溶于该碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体。过滤模块，用于将该第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；电解装置，具体用于对该镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。
134.可选的，图4示出了本发明实施例中的一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图。参照图3、图4所示，二氧化硅去除装置5中具有分离筒51，离筒51用于：采用气流，对炉灰进行分离筛选，在分离筛选过程中，炉灰中的二氧化硅颗粒、氧化亚硅颗粒受到的风力，均大于或等于其自身的重力，而炉灰中的其他颗粒受到的风力，均小于其自身的重力，以去除所述炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅，得到初步产物。图4所示的二氧化硅去除装置，仅依靠风力即可，不需要反应液体等，不会产生废液，没有废液回收成本，回收成本低。
135.参照图4所示，该二氧化硅去除装置5还可以包括：筛网52，将炉灰依次通过不同的目数的筛网52，将炉灰根据颗粒直径进行分类，得到不同颗粒直径的炉灰。根据颗粒直径的不同，分别计算出不同颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力、不同颗粒直径的氧化亚硅颗粒的重力。将风力设置为大于或等于某一颗粒直径的二氧化硅颗粒的重力，而小于该颗粒直径的炉灰中金属氧化物颗粒的重力，则该风力也大于该颗粒直径的氧化亚硅颗粒的重力，进而，风力可以将同一颗粒直径的二氧化硅颗粒吹至悬浮状态，也可以将氧化亚硅颗粒吹至悬浮状态，而同一颗粒直径的金属氧化物颗粒由于其自身的重力较大，会在重力的影响向下降落，进而可以去除炉灰中该颗粒直径的二氧化硅和氧化亚硅。依次类推，对分类后的各个颗粒直径的炉灰，分别进行去除该颗粒直径的二氧化硅和氧化亚硅的操作，就将炉灰中的二氧化硅和氧化亚硅均去除了。
136.图5示出了本发明实施例中的另一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图。参照图5所示，二氧化硅去除装置5包括：第一炉灰容置容器53、卤族气体存储容器54、过滤罐55，第一炉灰容置容器53具有炉灰进料口531、进气口、出气口。炉灰从进料口531进入第一炉灰容置容器53，第一炉灰容置容器53外侧设置有加热器531，通过该加热器533加热炉灰，加热温度不作具体限定。例如，可以将炉灰加热至700℃-1100℃。炉灰加热后，卤族气体存储容器54从进气口，向第一炉灰容置容器53中通入卤族气体，加热后的炉灰中的镓的化合物以及其他金属的化合物，与卤族气体，反应生成金属卤化物气体，而，加热后的炉灰中的二氧化硅以固体存在，反应生成金属卤化物气体通过出气口进入过滤罐55。过滤罐55中的物质即为上述初步产物，主要成分为金属卤化物。炉灰中的二氧化硅等不与卤族气体反应的固体物质，从第一炉灰容置容器53的出料口532排出第一炉灰容置容器53。该二氧化硅去除装置去除炉灰中的二氧化硅的方式工序步骤少，效率高。对于此处的第一炉灰容置容器53，不
作具体限定。例如，此处的第一炉灰容置容器53可以为旋转炉。
137.该二氧化硅去除装置5还可以包括位于过滤罐55之后的抽气部件56和废气处理部件57，以减少废气污染环境等。抽气部件56为废气向废气处理部件57运动提供动力，此处的废气主要是卤族气体。
138.可选的，炉灰加热至700℃-1100℃的过程中，升温总时间为20分钟-60分钟，升温总时间在该范围内，第一炉灰容置容器53受到的热应力相对较小，可以提升第一炉灰容置容器53的寿命，且升温时间不至于过长。
139.图6示出了本发明实施例中的还一种二氧化硅去除装置的局部结构示意图。参照图6所示，二氧化硅去除装置5可以包括：第二炉灰容置容器58、过滤件59、酸液存储容器510，第二炉灰容置容器58具有酸液进料口。第二炉灰容置容器58中盛放有炉灰，通过酸液进料口，由酸液存储容器510向炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，镓的化合物和其他金属的化合物，溶解在酸中，而，炉灰中的二氧化硅在酸中不溶解，得到具有沉淀的第二液体。通过过滤件59过滤该第二液体，以去除炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到初步产物。该二氧化硅去除装置利用二氧化硅不溶于与二氧化硅不反应的酸，而镓的化合物和其他金属的化合物，能够溶解在与二氧化硅不反应的酸中，仅需一步酸浸就可以对炉灰中的二氧化硅进行去除，工艺步骤简单，且去除炉灰中的二氧化硅所用的酸仅需要溶解除了二氧化硅的部分即可，也就是说，此处用到的酸仅是针对炉灰的质量含量为25％-10％的部分，所用到的酸的量较少，可以降低成本，同时废液相对较少，也可以降低废液处理成本。
140.对于此处的第二炉灰容置容器58，不作具体限定。例如，此处的第二炉灰容置容器58可以为反应釜。
141.可选的，参照图6所示，第二炉灰容置容器58还可以包括位于酸液进料口的喷淋结构581，通过喷淋结构581以小于或等于5l/min的速度，将酸均匀且缓慢地喷洒在炉灰中，使得生成氢气的反应不剧烈，安全性能好，且可以使得酸液和炉灰充分接触，可以适当减少酸的用量。
142.可选的，参照图6所示，该二氧化硅去除装置还可以包括：惰性气体存储容器511，第二炉灰容置容器58还具有惰性气体入口，惰性气体存储容器511用于通过惰性气体入口向第二炉灰容置容器58中通入惰性气体，以形成惰性气体环境，在惰性气体环境中，通过酸液进料口，由酸液存储容器510向炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，进而排出第二炉灰容置容器58中的空气等，降低第二炉灰容置容器58中的氧气，避免氧气参与反应。惰性气体可以为：氮气、氩气等。
143.和/或，可选的，参照图6所示，该二氧化硅去除装置还可以包括：压力表512，压力表512用于测量第二炉灰容置容器58内的气压。三氧化二镓的最佳溶解压力为0.1mpa-10mpa，因此，镓的化合物和其他金属的化合物，溶解在酸的过程中，第二炉灰容置容器58的气压为0.1mpa-10mpa。
144.和/或，可选的，参照图6所示，该二氧化硅去除装置还可以包括：废气回收结构513，该废气回收结构513可以收集惰性气体等。同时，炉灰中的氧化亚硅与酸大致发生如下反应：sio+4h
+
→
si
4+
+h2o+h2。此处的酸将氧化亚硅转化为四价硅离子，四价硅离子在步骤102中的碱中形成硅酸盐胶体，而硅酸盐胶体通常也不溶于碱的溶液，因此，炉灰中的氧化亚硅也可以去除。随着氢气的产生等，第二炉灰容置容器58内的气压可能会大于10mpa，可
以通过管道，将第二炉灰容置容器58中的气体收集到废气回收结构513中，使得第二炉灰容置容器58中的气压始终保持在0.1mpa-10mpa，以利于三氧化二镓溶解在酸中。可以通过缓慢加入酸，进而控制氢气的产生速度，防止第二炉灰容置容器58中的气压增速过快。如，加入酸的速度小于或等于5l/min，进而可以使得生成氢气的反应不剧烈，安全性能好，且可以使得酸液和炉灰充分接触，可以适当减少酸的用量。
145.可选的，参照图6所示，该二氧化硅去除装置还可以包括：位于第二炉灰容置容器58的顶部的氢气回收结构515，用于回收氧化亚硅和酸反应生成的氢气，回收的氢气可以作为燃料等，可以减少资源浪费。
146.可选的，过滤件59可以包括滤布，滤布的孔径大于1um，小于20um，炉灰中的镓及其他金属的化合物，溶解在酸中，此处滤布的孔径大于1um，小于20um，可以将绝大多数的二氧化硅颗粒过滤掉，使得得到的初步产物中镓的含量较高。
147.可选的，参照图6所示，第二炉灰容置容器58还包括位于底部的搅拌结构582，搅拌结构582用于在酸加入完毕后，将第二炉灰容置容器58中的炉灰和酸进行搅拌，使得炉灰与酸更加充分地接触，可以提高反应速度。
148.可选的，参照图6所示，二氧化硅去除装置5还可以包括：位于第二炉灰容置容器58和过滤件59之间的调节阀514，在反应完毕后，才控制第二炉灰容置容器58中第二液体进入过滤件59。
149.本发明还提供一种镓的提纯方法，该方法可以包括：对由前述的镓提取物的制备方法制备得到的镓提取物，进行结晶，以得到纯度更高的镓。结晶次数不作具体限定。例如，可以进行一次结晶或多次结晶等。
150.本发明还提供一种镓的提纯系统，用于对由前述的镓提取物的制备方法制备得到的镓提取物，进行结晶，以得到纯度更高的镓。结晶次数不作具体限定。例如，可以进行一次结晶或多次结晶等。
151.需要说明的是，前述的镓提取物的制备方法，与镓的提取物、制备镓提取物的制备系统，镓的提纯方法、镓的提纯系统五者相关部分可以相互参照，且能达到相同或相似的效果。
152.下面结合具体实施例，进一步解释本发明。
153.实施例1
154.采用空气气流，对20kg(公斤)的炉灰进行分离筛选，去除二氧化硅，氧化亚硅，得到的初步产物为5.1kg。将10.67kg固体的氢氧化钠溶解在25kg的水中，得到浓度为10.6mol/l的氢氧化钠溶液。将5.1kg的初步产物和上述氢氧化钠溶液混合，初步产物中的镓的化合物与氢氧化钠溶液反应生成溶于氢氧化钠溶液的镓酸钠，初步产物中的除镓之外的其他金属的化合物，与氢氧化钠溶液反应生成不溶于氢氧化钠溶液的沉淀物，得到具有沉淀的第一液体。将第一液体过滤，得到镓酸钠溶液。然后，对镓酸钠溶液进行电解，电解过程中，镓酸钠溶液的ph值为9.3，电解温度为35℃，电解电流为11a。电解得到0.15kg纯度为99.99％的镓提取物。
155.实施例2
156.在环境中，将20kg的炉灰加热至1000℃，升温总时间为40分钟。加热后的炉灰中的镓的化合物以及其他金属的化合物，与，反应生成金属氯化物气体，而，加热后的
炉灰中的二氧化硅以固体存在，收集金属氯化物气体，去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到的初步产物为10.34kg。将12.2kg的氢氧化钠溶解在40公斤的水中，得到浓度为7.62mol/l的氢氧化钠溶液。将10.34kg的初步产物和上述氢氧化钠溶液混合，初步产物中的镓的化合物与氢氧化钠溶液反应生成溶于氢氧化钠溶液的镓酸钠，初步产物中的除镓之外的其他金属的化合物，与氢氧化钠溶液反应生成不溶于氢氧化钠溶液的沉淀物，得到具有沉淀的第一液体。将第一液体过滤，得到镓酸钠溶液。然后，对镓酸钠溶液进行电解，电解过程中，镓酸钠溶液的ph值为9.3，电解温度为35℃，电解电流为11a。电解得到0.146kg纯度为99.99％的镓提取物。
157.实施例3
158.将16.28l的18.4mol/l的浓硫酸溶解在87公斤的水中，得到浓度为3mol/l的硫酸溶液。在惰性气体环境中，向20kg的炉灰中，以3l/min的速度，加入上述硫酸溶液。炉灰中的镓的化合物以及其他金属的化合物，溶解在硫酸中，而，炉灰中的二氧化硅在硫酸中不溶解，得到具有沉淀的第二液体，采用孔径为10um的滤布，过滤第二液体，去除单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到的初步产物的体积约为104l。将12.7kg的氢氧化钠缓慢加入上述初步产物中。初步产物中的镓的化合物与氢氧化钠反应生成溶于氢氧化钠溶液的镓酸钠，初步产物中的除镓之外的其他金属的化合物，与氢氧化钠溶液反应生成不溶于氢氧化钠溶液的沉淀物，得到具有沉淀的第一液体。将第一液体过滤，得到镓酸钠溶液。然后，对镓酸钠溶液进行电解，电解过程中，镓酸钠溶液的ph值为9，电解温度为35℃，电解电流为11a。电解得到0.24kg纯度为99.99％的镓提取物。
159.实施例4
160.将30kg的氢氧化钠溶解在110公斤的水中，得到氢氧化钠溶液。将20kg炉灰加入上述氢氧化钠溶液，炉灰中的二氧化硅、氧化亚硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠胶体。炉灰中的除镓之外的其他金属的化合物，与氢氧化钠溶液反应生成不溶于氢氧化钠溶液的沉淀物，得到具有沉淀的第三液体。第三液体中的沉淀主要为：硅酸钠胶体，以及炉灰中，除镓之外的其他金属的化合物，与碱的溶液反应生成不溶于该碱的溶液的沉淀物。将第三液体过滤，得到镓酸钠溶液。然后，对镓酸钠溶液进行电解，电解过程中，镓酸钠溶液的ph值为9，电解温度为35℃，电解电流为11a。电解得到0.08kg纯度为99.91％的镓提取物。
161.上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所用炉灰为同一炉灰沉积容器2中同一批次的炉灰。下表为：实施例1、实施例2、实施例3、实施例4参数对比表。
162.实施例1、实施例2、实施例3、实施例4参数对比表
[0163][0164]
通过上述实施例，以及上表可以得出，采用本发明实施例的方法，提纯得到的镓提取物的质量较多、且纯度较高，实现了对镓的循环利用，实现了单晶炉的炉灰的二次利用，
减少了资源浪费。同时，对于相同质量的炉灰，实施例1、实例2、实施例3，相对于实施例4而言，提纯得到的镓提取物的质量多、且纯度高。具体理由在于，首先，第一液体中的硅酸钠较少，因此，硅酸钠对于镓的化合物包裹较少，使得镓的化合物能够充分溶解，同时过滤过程，硅酸钠胶体对于镓酸钠的包裹较少，使得得到的镓酸钠滤液较多。同时，本发明实施方式，需要加入的碱仅针对除了二氧化硅的物质，加入的碱的质量较少，由碱引入的杂质较少，由此得到的镓提取物的纯度也较高。而且，对于相同质量的炉灰，实施例1、实例2、实施例3，相对于实施例4而言，需要加入的碱仅针对除了二氧化硅的物质，加入的碱的质量更少，因此废液也更少。
[0165]
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本技术实施例所必须的。
[0166]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0167]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0168]
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

技术特征：

1.一种镓提取物的制备方法，其特征在于，所述镓提取物来自于单晶炉的炉灰。2.根据权利要求1所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物；将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液；对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。3.根据权利要求2所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；所述将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液，包括：将所述初步产物与碱混合，生成不溶于所述碱的溶液的沉淀物，以及溶于所述碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体；将所述第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；所述对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物，包括：对所述镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。4.根据权利要求2或3所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，电解过程中：所述镓酸盐溶液的ph值为8-10；和/或，电解温度为25℃-50℃；和/或，电解电流为5-20a。5.根据权利要求2或3所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，去除所述炉灰中的二氧化硅，得到所述初步产物。6.根据权利要求5所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述将所述初步产物与碱混合，包括：将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(1:2)-(1:10)。7.根据权利要求2或3所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：先对炉灰加热，然后向加热后的炉灰中通入卤族气体，反应生成金属卤化物气体，收集所述金属卤化物气体。8.根据权利要求7所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述将所述初步产物与碱混合，包括：将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(1:2)-(1:10)。9.根据权利要求2或3所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物，包括：向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，得到具有沉淀的第二液体；过滤所述第二液体，以去除所述炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到所述初步产物。10.根据权利要求9所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸，包括：在惰性气体环境中，向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应
的酸；和/或，所述酸包括：无机酸；和/或，所述炉灰与所述酸的质量比为：(1:2)-(1:10)；和/或，加入所述酸的速度小于或等于5l/min；和/或，所述镓的化合物和所述其他金属的化合物，溶解在所述酸的过程中，气压为0.1mpa-10mpa；和/或，所述过滤所述第二液体，包括：采用孔径大于1um，小于20um的滤布，过滤所述第二液体；和/或，所述酸加入完毕后，将所述炉灰和所述酸进行搅拌；所述将所述初步产物与碱混合，包括：将所述初步产物与无机碱混合；其中，所述初步产物，与固体的所述无机碱的质量比为：(2:1)-(10:1)。11.根据权利要求5所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述采用气流，对所述炉灰进行分离筛选之前，所述方法还包括：采用目数不同的筛网，对所述炉灰根据颗粒直径进行分类，得到不同颗粒直径的炉灰；所述采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，包括：采用不同流速的气流，对对应颗粒直径的炉灰进行分离筛选。12.根据权利要求1-3中任一所述的镓提取物的制备方法，其特征在于，所述炉灰中镓元素的质量含量为0.01-5％。13.一种镓的提取物，其特征在于，通过权利要求1-12中任一所述的镓提取物的制备方法制备得到。14.一种采用权利要求1-12中任一所述的镓提取物的制备方法制备镓提取物的制备系统，其特征在于，所述镓提取物来自于单晶炉的炉灰。15.根据权利要求14所述的制备系统，其特征在于，包括：依次分布的二氧化硅去除装置、碱中和装置、电解装置；所述二氧化硅去除装置，用于去除所述单晶炉的炉灰中的二氧化硅，得到初步产物；所述碱中和装置，用于将所述初步产物与碱混合，去除其他杂质，得到镓酸盐溶液；所述电解装置，用于对所述镓酸盐溶液进行电解，得到镓提取物。16.根据权利要求15所述的制备系统，其特征在于，所述初步产物包括：镓的化合物以及除镓之外的其他金属的化合物；所述碱中和装置，包括：碱中和模块和过滤模块；所述碱中和模块，用于将所述初步产物与碱混合，生成不溶于所述碱的溶液的沉淀物，以及溶于所述碱的溶液的镓酸盐，得到具有沉淀的第一液体；所述过滤模块，用于将所述第一液体过滤，以去除所述初步产物中除镓之外的金属的化合物，得到镓酸盐滤液；所述电解装置，具体用于对所述镓酸盐滤液进行电解，得到镓提取物。17.根据权利要求15或16所述的制备系统，其特征在于，所述二氧化硅去除装置，包括：分离筒；所述分离筒用于：采用气流，对所述炉灰进行分离筛选，去除所述炉灰中的二氧化硅，得到所述初步产物。
18.根据权利要求15或16所述的制备系统，其特征在于，所述二氧化硅去除装置，包括：第一炉灰容置容器、卤族气体存储容器、过滤罐，所述第一炉灰容置容器具有炉灰进料口、进气口、出气口；所述炉灰从所述进料口进入所述第一炉灰容置容器，所述第一炉灰容置容器先对所述炉灰加热，然后所述卤族气体存储容器从所述进气口，向所述第一炉灰容置容器中通入卤族气体，反应生成金属卤化物气体，所述金属卤化物气体通过所述出气口进入所述过滤罐。19.根据权利要求15或16所述的制备系统，其特征在于，所述二氧化硅去除装置，包括：第二炉灰容置容器、过滤件、酸液存储容器，所述第二炉灰容置容器具有酸液进料口；所述第二炉灰容置容器中盛放有炉灰，通过所述酸液进料口向所述炉灰中加入与二氧化硅不反应的酸，得到具有沉淀的第二液体；通过所述过滤件过滤所述第二液体，以去除所述炉灰中的二氧化硅，收集过滤后的滤液，得到所述初步产物。20.根据权利要求19所述的制备系统，其特征在于，所述二氧化硅去除装置，还包括：惰性气体存储容器，所述第二炉灰容置容器还具有惰性气体入口，所述惰性气体存储容器用于通过所述惰性气体入口向所述第二炉灰容置容器中通入惰性气体，以形成惰性气体环境；在所述惰性气体环境中，通过所述酸液进料口向所述炉灰中，加入与二氧化硅不反应的酸；和/或，所述第二炉灰容置容器还包括：位于所述酸液进料口的喷淋结构；所述喷淋结构以小于或等于5l/min的速度，均匀的向所述炉灰中喷洒所述酸；和/或，所述二氧化硅去除装置，还包括：压力表，所述压力表用于测量所述第二炉灰容置容器内的气压；和/或，所述二氧化硅去除装置，还包括：与第二炉灰容置容器连通的废气回收结构；和/或，所述过滤件包括滤布，所述滤布的孔径大于1um，小于20um；和/或，所述第二炉灰容置容器还包括：位于底部的搅拌结构，所述搅拌结构用于在所述酸加入完毕后，将所述第二炉灰容置容器中的炉灰和所述酸进行搅拌。21.一种镓的提纯方法，其特征在于，包括：对权利要求13所述的镓的提取物，进行结晶。22.一种镓的提纯系统，其特征在于，用于对权利要求13所述的镓的提取物，进行结晶。

技术总结

本发明提供了镓的提取物、镓提取物的制备方法及制备系统，镓的提纯方法和提纯系统，涉及晶体生长技术领域。镓提取物的制备方法中，所述镓提取物来自于单晶炉的炉灰。镓提取物来自于单晶炉的炉灰，而不是从含镓矿石中提取镓，避免了镓资源减少，实现了单晶炉的炉灰的二次利用，减少了资源浪费。减少了资源浪费。减少了资源浪费。