专利名称：一种刚玉烟尘的回收处理方法
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(I)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；CaC03+K2C03+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。CaC03+K2C03+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 12H20，结晶析出的KAl (SO4)2 12H20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 I 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IOmin 720mino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°C 150°C。
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。本发明的方法用硫酸浸取刚玉烟尘中的镓、铝、钾等有价成分，用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)_煤油等萃取体系萃取镓，萃余液经浓缩降温结晶可得到钾明矾(KAl (SO4)2 *121120)。结晶析出的KAl (SO4)2 12H20可经溶解、中和、沉淀、分离得到Al (OH)3和K2S04。具有易操作，镓提取率高、能耗低、对环境污染小、成本低、工艺简便、副产品易回收等优点。
具体实施例方式一种刚玉烟尘的回收处理方法，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 12H20，结晶析出的KAl (SO4)2 12H20经溶解、中和、沉淀、分离得到Al (OH)3和K2SO4。结合实例对本发明作进一步说明。实施例I
一种刚玉烟尘料，其化学组成如表I。表I刚玉烟尘化学成分
編号 A1A Sia FeA TiO, ES CaO BgQ Ga ￥ Zn
CAOlj 30.21 36.85 7.28j 0.81 20.55[ 0.25 3.22 0.10 0. m| 0.35
将上述刚玉烟尘料与5%硫酸按液固比(mL/g)为10的比例混合，在60°C温度下，搅拌加热溶出4h，趁热进行液固分离，滤液和残渣分别送样分析。镓的溶出率为80. 95%，溶出液中Ga浓度为:0. 081g/L。实施例2
一种刚玉烟尘料，其化学组成如表2。
表2刚玉烟尘化学成分
权利要求
1.一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 12H20，结晶析出的KAl (SO4)2 12H20经溶解、中和、沉淀、分离得到Al (OH)3和K2SO4。
2.根据权利要求I所述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%。
3.根据权利要求I所述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I 20 :1。
4.根据权利要求I所述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IOmin 720min。
5.根据权利要求I所述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°C 150°C。
6.根据权利要求I所述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。
7.根据权利要求I所述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。
8.根据权利要求I所述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。
全文摘要
本发明涉及一种从刚玉烟尘中提取镓的方法，其特征在于在一定的搅拌速度和温度下用稀硫酸直接浸取刚玉烟尘，液固分离后，按一定的相比加入萃取剂萃取镓，萃余液经浓缩降温，结晶析出KAl(SO4)2·12H2O，经溶解、中和、沉淀、分离得到Al(OH)3和K2SO4。硫酸浓度为5%～50%，温度为50℃～150℃，液固比为1～20，时间10min～720min，Al(OH)3沉淀pH值为2～7，萃取体系有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)-煤油等体系。用本发明处理刚玉烟尘提取镓，具有易操作，镓提取率高、能耗低、对环境污染小、成本低、工艺简便、副产品易回收等优点。
文档编号C22B58/00GK102676829SQ20121012034
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者尹中林, 李旺兴, 李晓萍, 杨巧芳, 路培乾, 韩东战 申请人:中国铝业股份有限公司