CN103898331A

CN103898331A - 一种从赤泥中综合回收钽铌的方法

Info

Publication number: CN103898331A
Application number: CN201410121147.6A
Authority: CN
Inventors: 甘霖; 董红军; 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

Abstract

本发明提供一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，再通过磁选分离得到磁性铁精矿和非磁性渣；非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融，钽铌转化成钽酸钠和铌酸钠；将熔融后的块状熔体粉碎，用一定量的酸加热搅拌浸出，使非磁性渣中主要成分钙、铝、硅和少量铁的氧化物溶解，钽铌的复杂化合物也发生分解，转化成氢氧化物，但仍然留在渣中富集；酸浸渣在HF和HNO₃的混酸中加热溶解，冷却后，加水及H₂SO₄进行稀释；采用液膜法对稀释后的溶液进行铌钽分离提取。该方法不仅可以实现赤泥中的铌钽富集，还可实现钽铌的分离回收提取。

Description

一种从赤泥中综合回收钽铌的方法

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钽铌的方法。

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，研究主要集中在对赤泥中含量较高的铁、铝、钠的回收，也有一些对赤泥中含量偏低的钪钛钒的回收，但有关从赤泥中回收贵金属钽铌的研究还未见有报道。

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钽铌的方法，其技术方案包括以下步骤：（1) 将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；（2) 通过磁选分离得到磁性铁精矿和非磁性渣；（3）非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融；（4）将熔融后的块状熔体粉碎，加热搅拌酸解浸出；（5）酸浸渣在HF和HNO₃的混合酸中加热溶解，冷却后，加水及H₂SO₄进行稀释；(6) 采用液膜法对稀释后的溶液进行铌钽分离提取。

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。

本发明的原理：

非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融，其中，氢氧化钠和碳酸钠的比例为：1-1.5: 8.5-9，碳酸钠的用途在于降低熔融物的粘度，熔融后硅生成可溶性硅酸钠，钽铌转化成Na₅TaO₅和Na₅TaO₅，

将熔融后的块状熔体粉碎，用一定量的酸加热搅拌浸出，其中酸为浓度为10%-50%的为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种的混合，酸浸使非磁性渣中主要成分钙、铝、和少量铁的氧化物溶解，可溶性硅酸钠转移到水相，与钽铌分离，钽铌的复杂化合物也发生分解，转化成氢氧化物，但仍然留在渣中。

4Na₂O·3Ta₂O₅+8HCl+(x-4)H₂O=3Ta₂O₅·xH₂O+8NaCl

7Na₂O·6Ta₂O₅+14HCl+(x-7)H₂O=6Ta₂O₅·xH₂O+14NaCl

将上述酸浸渣加入20-24 mol/L 的HF和HNO₃的混合酸，其中HF和HNO₃混合酸的质量比例为50:1，酸浸渣加热溶解，冷却后,加水及H₂SO₄进行稀释，配制成H₂SO₄浓度达到5-7 mol/L，HF浓度达到0.1-1 mol/L的含钽铌料液。

液膜法的工艺流程：

含钽铌料液加入配制好的液膜乳液，钽富集于乳相，铌富集于水相，通过乳液分离，富集铌的水相进一步可提取铌；而富集钽的乳相，通过破乳，再一次乳液分离，钽富集于水相，可进一步提取钽；破乳后的有机相通过制乳，可实现重复利用于液膜乳液的制备。

液膜法的工艺参数控制：

料液相介质为5-7 mol/L H₂SO₄和0.1-1 mol/L HF，有机相为仲辛醇，内液相为0.5 mol/L NaOH,水乳比为10:1。

优选的工艺参数为：料液相介质为6 mol/L H₂SO₄和0.5 mol/L HF，有机相为仲辛醇，内液相为0.5mol/L NaOH,水乳比为10:1，钽的萃取率为98.8%，铌的萃取率3%，实现钽铌的分离。

本发明方法的优点在于：1、实现了铁精矿的回收的同时，通过酸解，进一步实现了赤泥中贵金属钽铌的富集；2、实现了钽铌的分离提取。

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钽铌的工艺流程。

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60kg赤泥与30kg煤灰混合进行还原焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；(2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性渣；（3）非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融，其中氢氧化钠和碳酸钠的混合混例为9:1；（4）将熔融后的块状熔体粉碎，在10%稀盐酸中加热搅拌酸解浸出；（5）酸浸渣在21mol/L的高浓度HF和HNO₃的混合酸中加热溶解，冷却后，加水及H₂SO₄进行稀释，得到6 mol/L H₂SO₄和0.5 mol/L HF的含铌钽料液；(6) 采用液膜法对稀释后的溶液进行铌钽分离提取，其中稀释后的溶液为料液相，仲辛醇为有机相，0.5mol/L NaOH为内液相,水乳比为10:1，仲辛醇可实现钽的萃取率为98.8%，铌的萃取率低于3%；铌富集于水相，通过乳液分离，水相采用三正辛胺TNOA为载体进一步可提取铌，铌萃取率为92.3%。

实施例2

1)将50kg赤泥与10m³煤气混合进行还原焙烧，使Fe₂O₃转化成Fe₃O₄；(2)通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性渣；（3）非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融，其中氢氧化钠和碳酸钠的混合混例为8.5:1.5；（4）将熔融后的块状熔体粉碎，在20%稀硫酸中加热搅拌酸解浸出；（5）酸浸渣在22.5mol/L的高浓度HF和HNO₃的混合酸中加热溶解，冷却后，加水及H₂SO₄进行稀释，得到5mol/L H₂SO₄和0.4mol/L HF的含铌钽料液；(6) 采用液膜法对稀释后的溶液进行铌钽分离提取，其中稀释后的溶液为料液相，仲辛醇为有机相，0.5mol/L NaOH内液相,水乳比为10:1，仲辛醇可实现钽的萃取率为94.3%，铌的萃取率低于5%；铌富集于水相，通过乳液分离，水相采用TNOA为载体进一步可提取铌，铌萃取率为90.2%。

Claims

1.一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，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) 通过磁选分离得到磁性铁精矿和非磁性渣；

（3）非磁性渣与氢氧化钠和碳酸钠的混合物在500-800℃熔融；

（4）将熔融后的块状熔体粉碎，加热搅拌酸解浸出；

（5）酸浸渣在HF和HNO₃的混合酸中加热溶解，冷却后，加水及H₂SO₄进行稀释；

(6) 以稀释后的溶液为料液相，仲辛醇为有机相，0.5 mol/L NaOH溶液为内液相,采用液膜法进行铌钽分离提取。

2.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，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钽铌的方法，其特征在于：步骤3所述氢氧化钠和碳酸钠的混合物料比例为：1-1.5:8.5-9。

4.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，其特征在于：步骤4的酸为浓度为10%-50%的盐酸、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钽铌的方法，其特征在于：步骤5所述的HF和HNO₃的混合酸浓度为20-24 mol/L。

6.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，其特征在于：步骤5所述的HF和HNO₃的混合酸的比例为50-60:1。

7.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，其特征在于：经步骤5稀释后的溶液中H₂SO₄浓度5-7 mol/L，HF浓度0.1-1 mol/L。

8.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，其特征在于：经步骤5稀释后的溶液中H₂SO₄浓度6mol/L，HF浓度0.5mol/L。

9.根据权利要求1所述一种从赤泥中综合回收钽铌的方法，其特征在于：液膜法进行铌钽分离提取时，有机相和液相的水乳比为10:1。