[发明专利]一种刚玉烟尘的回收处理方法

说明书

技术领域

一种刚玉烟尘的回收处理方法，涉及一种综合回收刚玉烟尘中的有价成份的方法。

背景技术

刚玉烟尘是棕刚玉生产过程中，电弧炉高温冶炼排放的烟尘，其成分随着生产原料及工艺的的不同，差异很大。棕刚玉烟尘来源主要有两部分：(1)原料和配料的机械尘。如煅烧铝矾土碎块中的矿物料、铁屑表面的氧化铁粉、无烟煤中的细煤粉和周围环境中吸入的粉尘粒子等。(2)电弧炉高温冶炼过程中产生的化学尘。按刚玉产量估算，我国每年的刚玉烟尘量约4～6万t。大量高浓度烟尘的排放，对环境、生态造成严重危害。随着各种环保法规的陆续出台和对环境保护的重视，我国新建的大型刚玉冶炼炉均设计了除尘系统。随着除尘系统投入运行，大量烟尘的收集及堆放，将给工厂造成新的危害。所以对刚玉烟尘的研究及利用是烟尘收集后提出的一个新课题。

镓是一种很重要的稀散金属，作为半导体化合物，特别是砷化镓，广泛应用于电子工业及其他高科技领域，如集成电路、信息存储、微波器件、远程通讯、太阳能电池等。随着高科技领域的飞速发展，被誉为“电子金属”的镓将会受到越来越重视。

镓在地壳中的含量为0.0005%～0.0015%，是典型的稀散金属。很少形成有工业价值的独立矿床，它通常以类质同象进入到铝土矿、闪锌矿、硫化铜矿、锗石、钒钛磁铁矿和煤中。经研究发现：铝土矿中镓含量在0.003%～0.01%，闪锌矿和硫化铜矿约含镓0.01%～0.02%，锗石中含镓0.1%～0.8%。由于镓在这些矿石中含量非常低，因此迄今为止镓的生产都是其他金属产品的副产物。其中近90%的镓是从氧化铝生产中回收的，约10%是从湿法炼锌渣中回收的。

在刚玉烟尘中镓得到富集，含量达到0.15%左右，是铝土矿中镓含量（平均0.008%）的15倍多，是一种新的镓资源。如何从中经济地提取镓及其他有价元素，不仅具有显著的经济效益，而且环境效益也很大。

目前，从刚玉烟尘中提取镓的报道有：盐酸-萃取法工艺提镓；CaCO₃+K₂CO₃+烟尘高温烧结法提镓。用盐酸-萃取法工艺处理刚玉烟尘提取镓，主要存在环境污染严重，镓提取率低，副产品难以回收等缺点。CaCO₃+K₂CO₃+烟尘高温烧结法提镓，由于需要高温焙烧工序，目前燃料价格高，导致能耗高、成本高，工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能够有效提高镓提取率，工艺简单易操作，环境污染小，有效降低能耗和成本，并能综合回收其他有价成分的刚玉烟尘的回收处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于其过程是采用硫酸溶液浸出刚玉烟尘，浸出液进行萃取提镓，萃余液经浓缩降温，结晶析出钾明矾KAl(SO₄)₂·12H₂O，结晶析出的KAl(SO₄)₂·12H₂O经溶解、中和、沉淀、分离得到Al(OH)₃和K₂SO₄。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的浸出过程的硫酸溶液的浓度为5%～60%。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的浸出过程的浸出固液比mL/g为1～20：1。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的浸出过程的浸出时间10min～720min。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的浸出过程的浸出温度为为50℃～150℃。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于浸出后的浸出液的分离方式为：沉降分离、带压过滤或常压过滤。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的浸出液进行萃取提镓的萃取体系包括：TBP（磷酸三丁酯）-煤油、P204（二-（2-乙基己基）磷酸）-煤油- YW100（C7~C9 羟肟酸）、TOA（三辛胺）-煤油等萃取体系。

本发明的一种刚玉烟尘的回收处理方法，其特征在于所述的萃余液结晶得到的钾明矾用水溶解后，在用氢氧化钾溶液中和生成Al(OH)₃沉淀的pH值为：3～6。