近年來,砷化鎵作為半導體電路和太陽能電池板的重要材料,憑借其光電轉換率高、抗輻射性能好、耐高溫性能強、體積小、可多結疊層等優(yōu)點得以快速發(fā)展。砷化鎵廢渣中含有的砷和鎵都屬危險廢物,如不妥善處置將會嚴重污染環(huán)境。目前國內外針對砷化鎵廢渣中砷和鎵資源的綜合利用的方法較少,且未見規(guī)模化處理工藝的報道,急需開發(fā)高效低成本工藝實現砷化鎵廢渣的資源化利用和無害化處置。本論文以某填埋處置公司回收的砷化鎵廢渣為原料,開展了廢渣在堿性條件下浸出、結晶回收砷、旋流電積回收鎵的試驗研究,具體研究內容和結果如下:(1)采用單因素條件分析與正交實驗相結合的方法研究了浸出條件對浸出率的影響,優(yōu)化得到最佳浸出工藝參數組合:樣品研磨至80目,NaOH濃度100 g/L,液固比5∶1,浸出溫度80℃,H₂O₂/As摩爾比1.0,反應時間3 h,鎵和砷的浸出率分別可達到99.26%與96.39%,樣品在重復浸出5次之后鎵與砷浸出率分別保持在99%與96%左右,同時鎵與砷濃度呈線性增長趨勢不斷富集,浸出效果較好。(2)采用單因素條件分析和正交實驗相結合的方案考察了結晶工藝條件對砷酸...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鎵和砷的性質、資源和生產現狀
        1.1.1 鎵的性質、資源和生產現狀
        1.1.2 砷的性質、資源和生產現狀
    1.2 砷化鎵材料的性質及應用
        1.2.1 砷化鎵的性質
        1.2.2 砷化鎵的應用
    1.3 鎵的回收處理方法
        1.3.1 汞齊電解法
        1.3.2 沉淀法
        1.3.3 萃取法
        1.3.4 電解精煉法
        1.3.5 結晶法
        1.3.6 三氯化鎵提純法
        1.3.7 有機化合物熱分解法
        1.3.8 聯合法
    1.4 砷的回收處理方法
        1.4.1 SiO₂熔煉爐法
        1.4.2 硫化沉淀法
        1.4.3 鈣鹽沉淀法
        1.4.4 鐵鹽沉淀法
        1.4.5 離子膜交換法
        1.4.6 二氧化碳法
        1.4.7 結晶法
    1.5 本實驗研究的意義及內容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內容
第二章 實驗原料、儀器及方法
    2.1 實驗原料、試劑及儀器
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗試劑
        2.1.3 實驗儀器
    2.2 原料預處理
    2.3 實驗分析方法
        2.3.1 儀器與工作條件
        2.3.2 混合標準溶液的配制
        2.3.3 樣品消解方法
        2.3.4 結果與討論
    2.4 研究內容和技術路線
        2.4.1 研究內容
        2.4.2 技術路線
第三章 砷化鎵廢渣中砷和鎵的浸出實驗
    3.1 浸出機理
    3.2 浸出實驗結果與討論
        3.2.1 樣品粒度對浸出效果的影響
        3.2.2 NaOH濃度對浸出效果的影響
        3.2.3 液固比對浸出效果的影響
        3.2.4 溫度對浸出效果的影響
        3.2.5 時間對浸出效果的影響
        3.2.6 H₂O₂加入量對浸出效果的影響
        3.2.7 攪拌速度對浸出效果的影響
        3.2.8 浸出正交實驗分析
        3.2.9 浸出重復次數對浸出效果的影響
    3.3 本章小結
第四章 浸出液結晶制備砷酸鈉
    4.1 浸出液結晶分離砷和鎵的機理
    4.2 結晶實驗結果與討論
        4.2.1 體積濃縮比對砷酸鈉結晶率的影響
        4.2.2 結晶溫度對砷酸鈉結晶率的影響
        4.2.3 結晶時間對砷酸鈉結晶率的影響
        4.2.4 結晶正交實驗分析
        4.2.5 重結晶對產品純度的的影響
        4.2.6 產品表征
    4.3 本章小結
第五章 旋流電積制備金屬鎵
    5.1 電沉積機理
    5.2 電沉積實驗結果與討論
        5.2.1 NaOH濃度對電流效率及雜質脫除率的影響
        5.2.2 電流密度對電流效率及雜質脫除率的影響
        5.2.3 循環(huán)流量對電流效率及雜質脫除率的影響
        5.2.4 溫度對電流效率及雜質脫除率的影響
        5.2.5 時間對鎵電流效率及雜質脫除的影響
        5.2.6 旋流電積正交實驗分析
        5.2.7 產品表征及尾液處理
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
致謝



本文編號：3813205