CN101463426A - 一种赤泥的综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赤泥的综合利用方法，包括氯化焙烧：将赤泥与煤炭、氯化钙混合后焙烧；烧渣处置：烧渣经水磨后磁选，得磁性铁渣和非磁性渣，分离；水磨液及洗水经循环使用富集混合稀土后加入纯碱或草酸，沉淀出混合稀土渣；干尘及循环液处置：焙烧收尘干粉收集后，与尾气循环用洗涤水搅拌浸取可溶性ScCl3及GaCl3；压滤后，滤出液中加入草酸晶体沉淀钪；再压滤，滤液加氨水沉淀出镓和Ti(OH)4，所得镓钛渣用酸溶解后再用P2O4萃取剂萃取镓；钪沉淀物酸溶后用萃取剂萃取钪，经反萃酸溶再沉淀，焙烧得Sc2O3。本方法可从赤泥中的有价金属得以回收，二次残渣全部用于建材生产，具有环保效应和经济效益，对循环经济的发展具有重要意义，适用于产生赤泥的企业。

Description

一种赤泥的综合利用方法
技术领域
本发明涉及金属的生产，也涉及冶金废料的处理，进一步来说，涉及从氧化铝生产的废料赤泥提取金属、实现综合利用的方法。
背景技术
赤泥的综合利用，国内外做过相当多的研究，并且已取得一些成就。但目前多数方法均针对赤泥进行单项研究，如中国专利申请件200710116152.8号“从赤泥中提取金属钪、钛的方法”采用的赤泥酸解法提钪和钛，即是以氧化铝厂工艺产生的赤泥为原料，首先用浓度为2％～6％的盐酸将赤泥中的钠、钙浸出，使赤泥中钪和钛的含量提高，然后用浓度为16％～22％的盐酸对一次酸浸后的赤泥进行二次酸浸，浸出液通过萃取、反萃、除杂、焙烧等工序获取氧化钪产品；最后用浓度为80％～90％的硫酸对二次酸浸后的赤泥进行三次酸浸，浸出液加铁粉还原后降温，使铁以FeSO4·7H2O的形态结晶析出，除铁后的含钛酸浸液加碱后加热水解，水解物焙烧后得氧化钛产品。另外还有赤泥酸解法提混合稀土、赤泥直接渗混添加制水泥等。目前大多数研究成果只停留在实验室阶段，所遇到的最大难题是大量二次残渣处置利用问题，因此离工业化大量利用赤泥的目标仍有相当距离。迄今为止，尚无一种方法能集成多项技术将赤泥中多数有价金属综合回收，并能使大量二次残渣有效利用的工艺报导，更无相关的专利申请。
发明内容
本发明的目的就是提供一种赤泥的综合利用方法，既要回收赤泥中的有价金属，又要使经过处理后赤泥的二次残渣能完全被利用。
为达到上述发明目的，发明人经过试验研究，探索出以下的工艺路线：
第一步 氯化焙烧
将赤泥与煤炭、氯化剂混合后投入转窑焙烧，过程中将发生以下反应：
Figure A200910102420D00042
Figure A200910102420D00043
Figure A200910102420D00044
焙烧过程中烟尘在除尘器中收集，尾气经喷淋塔用水循环洗涤将其中GaCl3、TiCl4、部分ScCl3收于洗涤液中，窑尾排出烧渣经水淬后捞出；
第二步 烧渣处置
烧渣经水磨后磁选分离出含铁磁性渣回收铁，非磁性渣经漂洗后可用作建材原料；水磨液及洗水经循环使用富集混合稀土后加入固体纯碱或草酸晶体，沉淀出稀土金属，压滤分离，烘干：
Figure A200910102420D00045
第三步 干尘及循环液处置
焙烧收尘干粉收集后，与尾气循环洗涤水在混合槽内搅拌浸取可溶性ScCl3及GaCl3，压滤后，渣送去与非磁性渣场作建材原料；滤出液中加入草酸晶体沉淀钪：
Figure A200910102420D00047
压滤分离出钪沉定物，滤液加氨水沉淀出镓和Ti(OH)4，经压滤，得镓钛渣：
Figure A200910102420D00049
镓钛渣用酸溶解后再用P204萃取剂萃取镓；
钪沉淀物用酸溶解后用TBP萃取剂萃取钪，经反萃酸溶再沉淀，焙烧得Sc2O3。
上述工艺的第一步中，所述氯化剂是氯化钙；所述焙烧过程保持温度1100℃，停留时间3小时。
上述工艺的第二步中，所述固体纯碱或草酸晶体均为市售商品；所述烘干温度为120℃，烘干时间为3小时。
上述工艺的第三步中，所述在混合槽内搅拌浸取的时间为2小时；所述草酸晶体均为市售商品；所述氨水的质量分数为28％；所述氨水沉淀的时间为2小时；所述溶解镓钛渣所用的酸是质量分数为30％的盐酸；所述溶解钪沉淀物所用酸是质量分数为30％的盐酸；所述焙烧制Sc2O3的温度为800℃，时间为3小时。
本发明提供的方法，可使氧化铝厂排出的赤泥中的有价金属得以回收，二次残渣全部用于建材生产，具有良好的环保效应和经济效益，对促进循环经济的发展具有重要意义，适用于产生赤泥的企业。
附图说明
附图为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
实施例：采用本发明对赤泥进行综合利用
第一步：氯化焙烧
将赤泥与煤炭、氯化钙混合后投入转窑焙烧，焙烧过程保持温度1100℃，停留时间3小时。
赤泥经焙烧后得残渣组成为：
成份                含量％
Fe2O3                21.89
Al2O3                20.40
SiO2                 27.43
TiO2                 0.96
CaO                     15.24
MgO                     2.68
Cl-                     0.017
K2O                     0.62
Na2O                    1.47
Sc                      0.004
Ga                      0.002
RE2O3                    0.35
烧失量                  2.04
尾气经循环水洗涤，吸收ScCl3、GaCl3及TiCl4等；
第二步烧渣处置
赤泥经焙烧后所得烧渣经球磨机水磨后进行磁选，得磁性铁渣和非磁性渣，分离出含铁磁性渣回收铁，非磁性渣经漂洗后可用作建材原料；水磨液及洗水经循环使用富集混合稀土后加入市售草酸晶体，沉淀出混合稀土渣；烘干温度为120℃，烘干时间为3小时；
第三步干尘及循环液处置
焙烧收尘干粉收集后，与尾气循环洗涤水在混合槽内搅拌浸取可溶性ScCl3及GaCl3，浸取的时间为2小时；压滤后，渣送去与非磁性渣场作建材原料；滤出液中加入市售草酸晶体沉淀钪；压滤分离出钪沉定物，滤液加质量分数为28％的氨水沉淀出镓和Ti(OH)4，经压滤，得镓钛渣；镓钛渣用质量分数为30％的盐酸溶解后再用市售的P204萃取剂萃取镓；钪沉淀物用质量分数为30％的盐酸溶解后用市售的TBP萃取剂萃取钪，经反萃酸溶再沉淀，焙烧得Sc2O3，焙烧温度为800℃，时间为3小时。

Claims (4)

1 一种赤泥的综合利用方法，其特征包括：
第一步氯化焙烧
将赤泥与煤炭、氯化剂混合后投入转窑焙烧，产生的烟尘在除尘器中收集，尾气经喷淋塔用水循环洗涤将其中GaCl3、TiCl4、部分ScCl3收于洗涤液中，窑尾排出烧渣经水淬后捞出；
第二步烧渣处置
烧渣经水磨后磁选分离出含铁磁性渣回收铁，非磁性渣经漂洗后可用作建材原料；水磨液及洗水经循环使用富集混合稀土后加入固体纯碱或草酸晶体，沉淀出稀土金属，压滤分离，烘干；
第三步干尘及循环液处置
焙烧收尘干粉收集后，与尾气循环洗涤水在混合槽内搅拌浸取可溶性ScCl3及GaCl3，压滤后，渣送去与非磁性渣场作建材原料；滤出液中加入草酸晶体沉淀钪；压滤分离出钪沉定物，滤液加氨水沉淀出镓和Ti(OH)4，经压滤，得镓钛渣；镓钛渣用酸溶解后再用P204萃取剂萃取镓；钪沉淀物用酸溶解后用TBP萃取剂萃取钪，经反萃酸溶再沉淀，焙烧得Sc2O3。
2 如权利要求1所述的方法，其特征在于第一步中，所述氯化剂是氯化钙；所述焙烧过程保持温度1100℃，停留时间3小时。
3 如权利要求1所述的方法，其特征在于第二步中，所述固体纯碱或草酸晶体均为市售商品；所述烘干温度为120℃，烘干时间为3小时。
4 如权利要求1所述的方法，其特征在于第三步中，所述在混合槽内搅拌浸取的时间为2小时；所述草酸晶体均为市售商品；所述氨水的质量分数为28％；所述氨水沉淀的时间为2小时；所述溶解镓钛渣所用的酸是质量分数为30％的盐酸；所述溶解钪沉淀物所用酸是质量分数为30％的盐酸；所述焙烧制Sc2O3的温度为800℃，时间为3小时。
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