[发明专利]一种从赤泥中提取钇铁石榴石、钇铝石榴石和钇镓石榴石的方法

说明书

本发明属于工业废渣治理及资源化综合利用环境保护领域，公开了一种从赤泥中提取钇铁石榴石、钇铝石榴石和钇镓石榴石的方法。该方法采用X‑射线衍射仪、ICP‑AES、扫描电镜磁选机和摇床从赤泥中提取钇铁石榴石（YIG）、钇铝石榴石（YAG）和钇镓石榴石（YGG）。提取后的钇铁石榴石（YIG）得率10%，钇铝石榴石（YAG）得率4%，钇镓石榴石（YGG）得率5%。实现了资源的综合利用，减少了废水、废物的对外排放，为赤泥的减量化、资源化提供了一个新的应用方向。

技术领域

本发明属于工业废渣治理及资源化综合利用环境保护领域，涉及一种从赤泥中提取钇铁石榴石、钇铝石榴石和钇镓石榴石的方法。

背景技术

钇铁石榴石（YIG）是一种具有多项磁特性的氧化铁合成晶体，石榴石型晶体结构，微波铁氧体的重要品种。具有共振线宽较小，饱和磁化强度较低，介电损耗低，密度高等特点。钇铁石榴石分为多晶体和单晶体。它们已成为用途广泛的微波铁氧体器件，是环行器、隔离器、相移器、调制器、滤波器、开关等器件的重要基础材料。

钇铝石榴石（YAG） 晶体具有良好的透明度、物理化学性能非常稳定，不溶于水，不易被强酸强碱腐蚀，机械强度高，具有优良的抗热蠕变性且各向同性，是一种应用广泛、性能理想的激光晶体材料。钇铝石榴石（YAG）还具有优异的抗氧化，热导率高，热稳定性好。YAG与Al ₂O ₃有着相近的线膨胀系数，具有很好的物理和化学相容性，彼此不发生化学反应，且固溶度极小。YAG可取代 Al ₂O ₃ 用作高温复合材料的增强材料。由于YAG 具有这些性能，所以它具有重要的潜在应用前景。

钇镓石榴石（YGG）是一种性能良好的晶体材料，属立方晶体，激光晶体，折射率1.93，晶格常数12.27771，热导率0.090，以YGG为基质做成的激光晶体在77k时的激光输出波长为2.08和2。主要用于制造脉冲状态下工作的激光器件。

目前， YIG、GAG和YGG都是人工合成的，在自然界中还没有发现这些晶体资源。发明人在研究过程中发现赤泥中含有钇铁石榴石（YIG）、钇铝石榴石（YAG）和钇镓石榴石（YGG），如何将其提取出来，不仅有利于赤泥综合利用，减少环境污染，而且更重要的是对稀有资源的再利用具有重要价值。

发明内容

针对赤泥中含有的YIG、YAG和YGG三种晶体化合物，本发明目的在于提供一种从赤泥中提取钇铁石榴石、钇铝石榴石和钇镓石榴石的方法。使赤泥中的铁、铝和镓充分得到资源化，减少赤泥对环境的污染。

为达到上述目的，本发明对赤泥进行磁选、强磁选、非磁摇床中选和非磁摇床重中选处理，然后进行纯化加工处理。具体步骤如下：

1.首先将不同点位的赤泥混合、均化，测量其中的YIG、YAG和YGG含量。

2.用9000gs磁选设备将赤泥中的磁性物和非磁性物分离，得含Fe₂O₃、Fe₃O₄和含钇铁石榴石产物1和含钇铝石榴石和钇镓石榴石混合产物2。

3.用12000gs的磁选设备对钇铝石榴石和钇镓石榴石混合产物2进行提取，得到钇铁石榴石产物3及含钇铝石榴石和钇镓石榴石混合产物4。

4.将产物4放入摇床分别进行非磁性中选、重选得到含钇铝石榴石产物5和含钇镓石榴石产物6及尾矿渣。

5.用XRD测定YIG、YAG、YGG的晶体粒度和含量，然后分别加入Y₂O₃，在1100℃—1300℃焙烧，，得到YIG、YAG、YGG粗糙产品。优选：YIG焙烧纯化温度为1100℃，YAG焙烧纯化温度为1300℃，YGG焙烧纯化温度为1200℃。