本研究以紫金山铜尾矿浮选得到的明矾石为研究对象,以课题组前期对明矾石无焙烧中压酸浸研究为基础,在确保明矾石有价成分高效提取的情况下,降低浸出压力,进一步优化浸出工艺条件,首次提出了更具有产业化开发前景的明矾石低压酸浸技术路线。此外,本研究还对明矾石尾矿中镓的行为进行了探讨。研究了明矾石低压(≤1.OMPa)酸浸过程的影响因素及钾、铝、镓等组分在浸取反应过程的行为。获得了优化后的低压浸取条件:酸矿比(g/g)5:1、反应温度160℃、反应时间6h、初酸浓度50%、搅拌速率600r/min。在此条件下,钾、铝、镓的浸出率可分别达到98.95%、98.98%、98.22%;低压浸取相对于前期的中压浸取技术:①反应压力由1.8MPa降低到0.6MPa,明矾石中各成分的浸取率可获得高压浸出的同样效果;②实现了明矾石尾矿中稀散金属--镓的提取,并可通过结晶母液的循环得到富集;③浸取过程添加的过量硫酸可通过结晶母液返还浸取利用,过程酸耗量可接近理论酸耗值;④不溶渣的成分更为单纯,有利于后续综合利用。对浸取液中镓的行为分析研究表明,明矾石中98%以上的镓转化为可溶解的硫酸盐进入浸取液中。通过对浸取液中三元体系K2SO4-Ga2(SO4)3-H2O和Al2(SO4)3-Ga2(SO4)3-H2O 相平衡关系研究发现:Ga2(SO4)3 与 Al2(SO4)3 和 K2SO4均未形成复盐,不易成矾。因此,浸出液中的钾铝在成矾阶段,镓不会与硫酸钾形成镓钾矾混入钾明矾中,而是主要存在于结晶母液中,因此可采用母液循环的方式对镓进行富集后和回收。通过SEM、XRD、粒度分析等表征手段,分别对低压酸浸前后的明矾石尾矿结构及成分变化进行了对比分析,结果表明明矾石结构基本被破坏,酸浸渣的主要成分为二氧化硅,颗粒大小为500目,将可作为用途广泛的硅材料综合利用,本研究技术可实现明矾石尾矿所有主要成分的高效综合利用。对明矾石尾矿综合利用技术经济初步分析表明,该工艺的毛利率为113%,具有很好的工业开发前景。