[发明专利]一种砷化镓研磨废料的分选富集方法

说明书

一种砷化镓研磨废料的分选富集方法，包括以下步骤：（1）干燥；（2）自磨；（3）分级筛选；（4）重力分选。本发明利用砷化镓研磨废料中杂质研磨剂的特性和密度的差异，采用自磨、分级筛选和重力分选联合的方法，将低品位砷化镓研磨废料中砷化镓与杂质成分Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和ZrSiOsubgt;4/subgt;等分离，实现砷化镓富集5倍以上，得到的二次镓精矿镓含量大于10%，整个流程镓回收率大于95%，从而通过简单的工艺流程实现砷化镓研磨废料中有价金属的高效回收利用，避免了废料中因镓含量低，回收难度大而作为危废处理填埋的后果，从而取得明显的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种砷化镓废料的分选方法，具体涉及一种砷化镓废料的分选富集方法。

背景技术

砷化镓是第二代半导体，化学式为GaAs，为黑灰色固体，熔点为1238℃，禁带宽度为1.4eV。砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料，用来制作集成电路衬底、红外探测器、γ光子探测器等。同时由于其电子迁移率比硅大5～6倍，因此在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。此外，还可以用于制作转移器件—体效应器件。砷化镓是半导体材料中，兼具多方面优点的材料，但用它制作的晶体三极管的放大倍数小，导热性差，不适宜制作大功率器件。目前GaAs电路可以运用在移动电话、卫星通讯、微波点对点连线、雷达系统等地方。

砷化镓的回收方法主要有酸法、碱法和真空蒸馏法。采用酸浸法处理砷化镓废料应用比较多，主要过程包括浸出、萃取、反萃和电积工序，但酸法易产生剧毒气体砷烷(AsH₃)，也存在副反应产生氮氧化物污染环境、腐蚀设备严重等问题。碱法处理砷化镓废料目前研究不多，主要问题是浸出效果不佳。真空蒸馏法处理砷化镓废料对设备和成分要求高，镓回收偏低。

CN108728641A公开了一种砷化镓废料的回收方法，采用硫酸氧化浸出，浸出液采用六氟磷酸盐离子液和羧酸类萃取剂协同萃取镓，对萃取有机相进行通电回收镓。CN110938742A公开了一种从砷化镓废渣中回收制备砷酸钠和金属镓的方法，采用氢氧化钠和双氧水浸出砷化镓，浸出液先进行蒸发结晶析出砷酸钠回收砷，然后将蒸发母液进行旋流电积得到金属镓，但是该方法生产成本较高。CN115451700A公开了一种回收砷和镓的装置及方法，砷镓产品纯度和回收率高，解决了传统真空蒸馏法中砷化镓团簇问题引起产品和金属回收率低的问题，但对原料的成分要求高。

问题在于，上述方法适合处理高品位的砷化镓废料，成本上比较划算；但对于处理镓含量约2％～3％的砷化镓晶圆生产研磨、抛光工序的砷化镓研磨废料等低品位砷化镓废料，目前存在工艺流程复杂，镓浸出率低、生产成本高和经济效益低等难题，还不适合大规模工业化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种砷化镓研磨废料的分选富集方法，能够低成本富集砷化镓研磨废料中的镓。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种砷化镓研磨废料的分选富集方法，包括以下步骤：

(1)干燥：将砷化镓研磨废料干燥，得干燥废料；

(2)自磨：所述干燥废料采用自磨的方式磨细，得自磨物料；

(3)分级筛选：所述自磨物料进行分级筛选，得筛上尾渣、中间物料I和筛下镓精矿；

(4)重力分选：所述筛下镓精矿进行重力分选，得轻渣、中间物料II和二次镓精矿；镓富集在二次镓精矿中。

通过采用上述技术方案，实现砷化镓富集5倍以上，得到的二次镓精矿镓含量大于10％。

优选地，所述砷化镓研磨废料来自砷化镓晶圆生产研磨、抛光工序废弃磨料以及磨削产生的废料。其中镓含量较低，适合通过本发明方案富集。