福建紫金山铜矿是我国大型低品位铜矿,已探明铜矿石资源储量近4.28亿t,其中可通过浮选处理的矿石量约1.25亿t。目前,紫金山铜浮选厂的处理能力为18000t/d,矿石经选铜、选硫后产生的尾矿量约17000t/d,尾矿主要组成为石英、明矾石和地开石,同时含有一定量的镓。经过近几年的技术研发,紫金矿业集团成功实现了尾矿中明矾石的有效回收,获得了明矾石和镓品位分别为69.79%和55.9g/t的明矾石精矿,但该明矾石精矿至今未得到较好的利用。因此,开发高效、经济的明矾石和镓的综合利用新技术,不仅解决了紫金山尾矿的高效清洁综合利用关键科学和技术难题,而且对推进我国尾矿综合利用技术的发展具有重要的意义。本文从紫金山铜浮选尾矿再选所得明矾石精矿的理化性质出发,采用脱水焙烧-熟料酸浸-Ⅰ段中和富集镓-富镓渣Ⅰ酸浸-Ⅱ段中和富镓-明矾结晶工艺对明矾石精矿进行钾、铝的综合回收利用和镓的高效富集技术进行试验研究。结果表明:脱水焙烧最佳条件:焙烧温度600℃、焙烧时间2h;熟料酸浸最佳条件:浸出温度80℃、时间2h、液固比6:1、初酸浓度115g/L;Ⅰ段中和富集最佳条件:时间2h、温度80℃、pH3.35左右;富镓渣Ⅰ高酸浸出最佳条件:浸出温度80℃,时间1h、液固比5:1,初酸浓度120g/L,Ⅱ段中和富集条件与Ⅰ段中和富集相同;明矾结晶最佳条件:K/Al=1、温度30℃、时间24h。经两段富集后渣中镓含量为1153.4g/t,富集比为18.14,总回收率为74.16%,钾、铝浸出率分别为97%和90%左右;明矾结晶率为79.23%。所得明矾产品纯度为99.69%,且其它各项指标均达到工业级明矾优等品质量标准。本论文研究成果可直接应用于紫金山尾矿资源的综合利用,其关键技术可作为国内大量类似矿山尾矿资源综合利用的技术参考,具有广阔的应用前景和推广价值。