CN103898330A

CN103898330A - 从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法

Info

Publication number: CN103898330A
Application number: CN201410121083.XA
Authority: CN
Inventors: 董红军; 甘霖; 张正林; 许家伟; 梁愈斌; 谭金玉; 郑进城
Original assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Current assignee: Aluminum Corp of China Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: CN103898330B

Abstract

本发明提供一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，该方法不仅可以实现赤泥中的含量较高的铁、铝、硅等元素的回收，还能对含量相对较低的钛、钒、钪贵金属进行综合回收提取，赤泥中的有效元素都能完全分离并几乎全部得到高效利用，整个工艺流程达到了赤泥零排放，符合节能和环保的要求，且整个工艺过程不产生新的污染。

Description

从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法

技术领域

本发明涉及一种赤泥中提取有价金属的方法，特别是一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法。

背景技术

氧化铝赤泥是氧化铝生产过程中的废弃物,我国是氧化铝生产大国,每年产生数千万吨的赤泥。目前，国内外多数氧化铝生产企业都对赤泥进行露天堆场堆存，赤泥附带有大量的工业用碱、氟化物以及其它金属等。极易造成对地表、空气、地下水的污染及破坏，并潜伏着赤泥外泄的安全隐患。在我国铝工业迅猛发展的同时。赤泥堆存带来的资源浪费、环境污染和安全隐患等问题日益凸显。因此，赤泥的综合处理已迫在眉睫。赤泥中的铁、铝、钠等金属元素含量较高。此外亦含有大量的钪、钛、钒等稀有金属。是一种丰富的二次资源。回收赤泥中的金属元素。可以为冶炼金属提供新的原料来源。弥补自然矿产资源的不足和降低环境污染。对建设资源节约型社会具有重要意义。

目前国内外在回收赤泥中有价金属的研究方面做了许多工作，研究主要集中在两方面，一是对赤泥中含量较高的铁、铝、钠的回收，其中对赤泥直接进行磁选、浮选、重选及其联合流程提取铁精矿，虽然流程简单，但其效果均不理想，对Fe₂O₃的回收率还达不到20%，赤泥中的Fe₂O₃ 含量仍在32 ～ 34%，赤泥的总体减少量约10%，对赤泥堆存并没有实质性的改变。另外从赤泥中回收铁的技术路线是磁化焙烧磁选铁，将赤泥中的弱磁性物质尽可能转变为Fe₃O₄, 然后通过磁选，实现赤泥中的铁元素的回收。但由于铁在赤泥中与其它矿物包裹或夹杂，存在铁精矿品位低，铁的回收率低等问题，不利于尾渣的综合利用。在铝、钠的回收方面，有研究学者利用低温拜耳法赤泥与烧结法硅渣掺配料使铝、钠溶出率均可达95％以上，实现了低温拜耳法赤泥中铝、钠的再回收利用。

另一方面是对赤泥中含量偏低的钪钛钒的回收，回收方法主要采取：(1)还原熔炼法；(2)硫酸化焙烧；(3)酸洗液浸出；(4)硼酸盐或碳酸盐熔融。

现有赤泥回收利用技术研究存在以下几个问题：1、目前大部分浸出工艺都是直接用酸浸出赤泥，并直接提取其中的铁、铝等有价金属，但是赤泥中碱的含量很高，如果用酸直接浸出，酸的消耗量会很大，处理成本会提高。2、单一考虑含量较高的铁、铝、钠元素的回收提取或单一考虑含量偏低的贵金属元素钪、钛、钒的回收提取，经济性差，且综合利用不彻底，而且从赤泥中直接提取含量极少的某一贵金属元素，难度较大，很难实现产业化应用。

发明内容

针对现有赤泥回收利用技术研究存在的上述技术问题：本发明提出了一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛等有价金属的方法，包括以下步骤：1)将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；(2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品；（3）非磁性产品经过氨水溶出氧化铝；（4）洗涤渣与水配成矿浆，作为吸收剂，吸收吸收燃煤烟气中的SO₂。在这个过程中洗涤渣中的碱被SO₂中和溶解，pH可以降到5至7之间；（5）向洗涤渣中加入高浓度H₂SO₄进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中，酸解残渣含有SiO₂,可直接用于水泥和耐火材料的生产；（6）酸解液加热到90℃至100℃之间，加入偏钛酸晶种,钛以偏钛酸的形式通过水解析出，偏钛酸经过过滤洗涤再经煅烧制得二氧化钛；（7）提取了钛以后的酸解液用13%P₂0₄、7%TBP和80%煤油作为萃取剂，萃取溶液中的钪；（8）萃取钪后的溶液，加入氨水中合，直到溶液的PH 值在1.8 至2.2 之间为止，最后用19%P₂0₄、8%TBP 和73%煤油做萃取剂萃取得到钒，萃取后的余液循环应用于步骤（3）的氧化铝溶出。

其中步骤1的还原剂为煤灰、焦碳等含碳固态物料，也可以为煤气、焦炉尾气等含CO的气态物料，还可以为上述固态物料与气态物料的混合。

步骤5所应用的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的混合。所应用的酸浓度在50%至98%之间。

此工艺的优点在于：1)首先解决了酸解过程中酸耗量太大的问题，降低了处理成本；2)赤泥中的含量较高的铁、铝、硅等元素和含量相对较低的钛、钒、钪贵金属，都能按照上述流程处理能有效分离并几乎全部得到高效利用；3)整个工艺流程达到了赤泥零排放，符合节能和环保的要求，且整个工艺过程不产生新的污染。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的工艺流程

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施例对本发现进行进一步详细说明。

实施例1

1)将50kg赤泥与25kg煤灰混合进行磁化焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；(2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品，其中铁精矿的回收率94%，含铁量>90%；（3）非磁性产品经过稀碱溶出氧化铝；（4）洗涤渣与50升水配成矿浆，作为吸收剂，吸收燃煤烟气中的SO₂。在这个过程中洗涤渣中的碱被SO₂中和溶解，pH可以降到5之间；（5）向洗涤渣中加入浓度90%的H₂SO₄进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中，酸解残渣含有SiO₂,可直接用于水泥和耐火材料的生产；（6）酸解液加热到90℃至100℃之间，加入偏钛酸晶种,钛以偏钛酸的形式通过水解析出，偏钛酸经过过滤洗涤再经煅烧制得二氧化钛，二氧化钛的回收率达到89%；（7）提取了钛以后的酸解液用13%P₂0₄、7%TBP和80%煤油作为萃取剂，萃取溶液中的钪离子,钪的萃取率达到93%；（8）萃取钪后的溶液，加入氨水中合，直到溶液的PH 值在2.2 之间为止，最后用19%P₂0₄、8%TBP 和73%煤油做萃取剂萃取得到钒离子，钒的萃取率达到91.4%，萃取后的余液循环应用于步骤（3）的氧化铝溶出。

实施例2

1)将40kg赤泥与20m³煤气混合进行磁化焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；(2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品，其中铁精矿的回收率93%，含铁量>91%；（3）非磁性产品经过稀碱溶出氧化铝；（4）洗涤渣与40升水配成矿浆，作为吸收剂，吸收燃煤烟气中的SO₂。在这个过程中洗涤渣中的碱被SO₂中和溶解，pH可以降到7之间；（5）向洗涤渣中加入浓度90%的H₂SO₄进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中，酸解残渣含有SiO₂,可直接用于水泥和耐火材料的生产；（6）酸解液加热到90℃至100℃之间，加入偏钛酸晶种,钛以偏钛酸的形式通过水解析出，偏钛酸经过过滤洗涤再经煅烧制得二氧化钛，二氧化钛的回收率达到89%；（7）提取了钛以后的酸解液用13%P₂0₄、7%TBP和80%煤油作为萃取剂，萃取溶液中的钪离子,钪的萃取率达到92%；（8）萃取钪后的溶液，加入氨水中合，直到溶液的PH 值在1.8之间为止，最后用19%P₂0₄、8%TBP 和73%煤油做萃取剂萃取得到钒离子，钒的萃取率达到91%，萃取后的余液循环应用于步骤（3）的氧化铝溶出。

Claims

1.一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于包括以下步骤：

1) 将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；；

2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品；

3）非磁性产品经过氨水溶出氧化铝；

4）洗涤渣与水配成矿浆，作为吸收剂，吸收燃煤烟气中的SO₂，在这个过程中矿浆中的碱被SO₂中和溶解，直到pH降到5至7之间；

5）向洗涤渣中加入高浓酸进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中；

6）过滤出酸解渣后，将酸解液加热到90℃至100℃之间，加入偏钛酸晶种,钛以偏钛酸的形式通过水解析出；

7）提取了钛以后的酸解液用13%P₂0₄、7%TBP和80%煤油作为萃取剂，萃取溶液中的钪；

8）萃取钪后的溶液，加入氨水中和，直到溶液的PH 值在1.8 至2.2 之间为止，最后用19%P₂0₄、8%TBP 和73%煤油做萃取剂萃取得到钒，萃取后的余液循环应用于步骤（3）。

2.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于：所述还原剂为含碳物料或含一氧化碳物料中的一种或几种的混合。

3. 根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于：步骤3所应用的氨水浓度在15%至30%之间。

4. 根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于：步骤5所应用的高浓酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的混合。

5. 根据权利要求4所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于：步骤5所应用的高浓酸浓度在50%至98%之间。

6. 根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于：步骤6所得偏钛酸经过过滤洗涤，再经煅烧制得二氧化钛。