CN103898330B - 从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法 - Google Patents

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

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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

[0001]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、招、锐、钦、I凡等有价金属的方法。

背景技术

[0002]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。

[0003]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。

[0004]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:(I)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。

[0005]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

[0006]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:I)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S02。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S12,可直接用于水泥和耐火材料的生产;(6)酸解液加热到90°C至100°C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%Ρ2θ4、8%ΤΒΡ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。

[0007]其中步骤I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。

[0008] 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。

[0009]此工艺的优点在于:I)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

[0010]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

[0011]具体实施方式:

[0012]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。

[0013] 实施例1

[0014] I)将50kg赤泥与25kg煤灰混合进行磁化焙烧,使Fe203转化成Fe304; (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S02。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S12,可直接用于水泥和耐火材料的生产;(6)酸解液加热到90°C至100°C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,钪的萃取率达至Ij93%; (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%P2O4、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。

[0015] 实施例2

[0016] I)将40kg赤泥与20m3煤气混合进行磁化焙烧,使Fe203转化成Fe304; (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S02。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S12,可直接用于水泥和耐火材料的生产;(6)酸解液加热到90°C至100°C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%Ρ204、8%ΤΒΡ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 (5)

1.一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒有价金属的方法,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S02,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,所应用的高浓酸浓度在50%至98%之间; 6)过滤出酸解渣后,将酸解液加热到90°C至100°C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、钒有价金属的方法,其特征在于:所述还原剂为含碳物料。
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1所述一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒有价金属的方法,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。
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