CN104540793A - 利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，所述提取金属离子的方法能够从作为从铝土矿(bauxite)中提取铝后剩余的废弃物的赤泥中有效地提取金属离子。根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法包括：(a)洗脱所述赤泥中含有的金属离子的步骤,其中，向插入于恒温槽内部的反应槽内①投入中和的赤泥泥浆及酸性溶液或者②投入粉末形态的赤泥、蒸馏水及酸性溶液,加热所述恒温槽使所述反应槽内的赤泥泥浆进行反应的同时施加超声波，从而洗脱所述赤泥中含有的金属离子；以及(b)分离回收赤泥残渣和提取滤液的步骤，其通过过滤在所述(a)步骤中的反应后生成物来分离回收赤泥残渣和提取滤液；并且在所述(a)步骤中，所述施加超声波是利用超声波发生器，通过向安装于所述恒温槽的内部的超声波尖端施加超声波的方式实施。

Description

利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法
技术领域
本发明涉及一种从赤泥(red mud)中提取金属离子的方法，更为详细地讲，涉及一种利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，所述方法能够有效地从赤泥中提取金属离子，所述赤泥为从铝土矿(bauxite)中提取铝后剩余的废弃物。
背景技术
赤泥作为从铝土矿(bauxite)中除却氧化铝及铝后剩余的红色残留物，在全世界赤泥每年以污泥(sludge)状态排出1亿2千万吨，以干燥粉末状态排出4千万吨以上，且其量呈每年都在增加的趋势。
在韩国内平均每年也排出20万吨的污泥状态的赤泥，但是却没有可以处理赤泥本身的方案，不仅只是非常有限地用于制砖、重金属去除等，而且处于没有根本性的处理方案的状况。特别是，全世界都没有恰当的赤泥装载场所，使得流出的浸出水对附近的农作物及人身造成危害等引起诸多环境问题。
特别是，将废弃的赤泥量以干燥状态和氧化铝进行比较时，几乎以1:1的比率产出废弃物，产出量非常大，特别是从全世界赤泥的处理状况来看，处于以污泥的状态排出赤泥，埋没于人工蓄水池、人工堤坝，或者填埋于废矿山，并且大部分的沿海国家将赤泥中和后废弃于海洋或通过与海洋连接管道(pipeline)进行废弃的状况。更为严重的问题是每年都在增加的污泥的量以及污泥的PH成问题。
就作为废弃物的赤泥的量而言，产生从铝土矿中提取的氧化铝量的2-3倍程度的污泥，根据从铝土矿中提取铝时使用的氢氧化钠，最终产生的废弃物的PH为12-13，是强碱，因此废弃物流出时导致危害农作物、污染地下水、破坏生态系统及危害人身。其代表性的例子可以举匈牙利环境灾难事态，在2010年发生在匈牙利的赤泥流出事例中，从人工蓄水池流出的大规模的赤泥污泥覆盖邻近的村子，对农作物甚至人身造成影响。个别国家也处于与此类似的状况，因此对赤泥的处理迫在眉睫。
如此，因赤泥发生环境灾难的可能性正在逐步增加，因为作为废弃物的赤泥的持续的累积量加剧了其严重性。此外，干燥的赤泥也和污泥状态同样地引起环境问题，特别是，也可能因微小粉尘引起空气污染。
全世界都无法解决所述问题、未能从赤泥中找到各种活用方案的最大的原因为，赤泥中含有的包括铁的、钛、铝等金属以稳定的氧化物形态结合，因此，仅仅提取钠离子(Na+)等部分的金属离子，无法从根本上提取并活用赤泥内的金属离子。因为所述的提取金属离子的困难，赤泥的活用方案和应用中存在诸多问题。此外，在对赤泥本身直接进行商业化的情况下，换句话说，制作含有赤泥的砖和将赤泥作为混凝土及建设材料使用时，会产生各种问题：因大量的铁离子使产品的强度下降，或者因为是强碱物质而限制产品的应用等。
如此，现有技术试图单纯地利用强酸或高压和高温而提取大部分的金属离子，但其仅浸出钠一样的极其部分的金属从而几乎无法推进到能够再利用的步骤，并且所述工艺过程也是高温、高压，因此是没有商业性的状态。因此，因为现有技术提取所述赤泥内的金属离子有限，所以通过将赤泥的表面用有机物进行处理或者用硫进行磺化等方法来稍微改善表面处理而用作重金属处理剂等，仅仅改善赤泥本身的物性而只是研究作为吸附剂等的用途，未能找到大量的商业性的处理方案。
此外，作为建筑材料使用时，因为过量的铁离子含量导致建筑材料的强度下降等问题，在商业化中仍然具有诸多问题。
作为相关先行文献，有韩国登记专利公报第10-0460262号(2004.12.14公告)，在所述文献中公开了利用赤泥的人造黄土砂浆(mortar)的制造方法及人造黄土砂浆的施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，所述提取金属离子的方法可提供以如下为目的的方案：解决由因赤泥而产生的赤泥污泥造成的环境污染问题，通过对产业废弃物的再利用，再生产为高附加值产品。
为了达到所述目的，根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，包括：(a)洗脱所述赤泥中含有的金属离子的步骤,其中，向插入在恒温槽内部的反应槽内投入①中和的赤泥泥浆及酸性溶液或者②粉末形态的赤泥、蒸馏水及酸性溶液,加热所述恒温槽使所述反应槽内的赤泥泥浆进行反应的同时施加超声波，从而洗脱所述赤泥中含有的金属离子；以及(b)分离回收赤泥残渣和提取滤液的步骤，其通过过滤(filtering)在所述(a)步骤中的反应后生成物来分离回收赤泥残渣和提取滤液；在所述(a)步骤中，所述超声波施加利用超声波发生器，通过向安装于所述恒温槽内部的超声波尖端(tip)施加超声波的方式实施。
发明效果
根据本发明的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其作为提取赤泥内含有的大部分金属离子的方法，所述赤泥为从铝土矿中提取铝后剩余的废弃物，特别是，具有通过最适当地组合超声波、强酸及恒温槽的温度调节，可以有效地提取赤泥内含有的金属离子的优点。
此外，根据本发明的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其具有提取条件可以在比较低的温度中进行并且提取工艺单纯的优点。因此，利用根据本发明的金属离子的提取方法，不仅可以将提取的金属离子和提取后剩余的赤泥残渣进行商业利用，而且因提取了金属离子的赤泥残渣的物性变化和化学组成的变化而可以应用于各种商业性领域。而且，利用超声波，在干燥的赤泥粉末中加入强酸和蒸馏水，使其在50～100℃的温度中反应，则洗脱出赤泥内含有的金属离子。在所述洗脱的金属离子中，铁离子、钛离子、铝离子是主成分，因此可以进入再利用步骤，并且由经过所述洗脱过程而提取的金属离子能够合成各种化合物。
此外，通过根据本发明的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法提取的金属离子和提取后剩余的赤泥残渣可以制造成耐热性颜料、陶瓷类(ceramic)材料、耐热性砖头、混凝土、水泥、黄土、陶瓷器材料等耐热性无机物和铁化合物、催化剂、建筑材料等各种物质。
特别是，在本发明中不仅可以洗脱赤泥内含有的大部分的金属离子，并且可以调节金属离子的提取量，通过调节所述金属离子的提取量可以调节产品制造的成分，可以调节产品的特性。此外，在本发明中，因赤泥的物性变化，可以将作为提取后剩余的残存物的赤泥残渣利用于各种领域。
因此，活用提取的金属离子溶液而合成各种铁化合物、催化剂等的方案及在高温中煅烧提取后剩余的赤泥残渣而可以活用为高强度耐热性材料等，因此通过再利用以废弃物处理引起环境问题的赤泥解决环境问题的同时具有可以应用为各种高附加值的产品的效果。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法的工艺流程图。
图2是表示根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的装置的简要示意图。
图3是表示为了比较而利用XRD(X-ray diffraction：X射线衍射)测量装备测量经干燥的赤泥污泥的结果的图。
图4是表示利用XRD测量装备测量根据实施例4的实验方法回收的赤泥残渣的结果的图。
图5是表示利用XRD测量赤泥残存物固体氧化物的结果的图，所述赤泥残存物固体氧化物为将根据实施例8的实验方法回收的赤泥残渣在900℃中煅烧6小时的。
图6是表示将根据实施例12的实验方法在pH＝7中沉淀的沉淀物在900℃中煅烧6小时而对其进行测量的XRD结果的图。
图7是根据酸的种类的提取实验结果，是表示对从赤泥中提取的提取溶液进行ICP(电感耦合等离子体)测量的结果的图。(将ppm单位换算为g单位而计算，对赤泥30g(100wt％)换算为提取的金属的浓度(wt％)而计算。)
图8是根据温度的提取实验结果，是表示对从赤泥中提取的金属提取溶液进行ICP测量的结果的图。(将ppm单位换算为g单位而计算，对赤泥30g(100wt％)换算为提取的金属的浓度(wt％)而计算。)
图9是根据时间的实验结果，是表示对从赤泥中提取的金属提取溶液进行ICP测量的结果的图。(将ppm单位换算为g单位而计算，对赤泥30g(100wt％)换算为提取的金属的浓度(wt％)而计算)。
符号说明
100：金属离子提取装置
102：水
110：恒温槽
120：反应槽
130：超声波产生装置
132：超声波尖端
S：赤泥泥浆(slurry)
S110：制造赤泥泥浆的步骤
S120:洗脱赤泥中含有的金属离子的步骤
S130：回收赤泥沉淀物和提取滤液的步骤
具体实施例
参照附图和下文详细说明的实施例可以对于本发明的优点、特征、及实现这些的方法变得更加明确。但是，本发明并不限定于下文中公开的实施例，而是体现为相互不同的形态，本实施例只是为了完全公开本发明、为了完整地告诉在本发明所属的技术领域中具备一般知识者本发明的范围而提供的实施例，本发明仅仅根据权利要求的范围来定义。贯穿说明书全文，同一参照符号指称同一构成要素。
本发明提示了一种提取赤泥内的金属离子的方法，所述方法提供了一种可以将赤泥活用为各种商业产品的方案，以便解决环境问题的同时可以制造成各种产品。
就为此所用的实验方法而言，为了提取作为赤泥中存在最多的成分的铁(Fe)、钛(Ti)、铝(Al)阳离子而利用了强酸。水的量相对于强酸以1:1～1:10的体积比进行添加，之后考虑到中和而调整为适当的比率。在恒温槽中将温度维持在50～100℃，施加超声波的同时提取3小时以上。包含铁离子的金属离子慢慢被提取出来，经过大约3～4小时，大量的金属离子开始被提取出来，经过5～8小时，铁、钛、铝、钙、钠、钾等大部分金属离子被提取出来。
提取赤泥内的金属离子时，反应温度越高，并且赤泥对比强酸的量越大，提取的金属离子的量随之增加，但是考虑到之后的应用步骤和商业上的经济性而找出了适当条件。
因此，通过本发明提供一种再利用赤泥而可以应用于各种领域的方案，本方案通过从赤泥中提取金属离子，制造各种金属离子化合物，将提取金属离子后物性和化学组成发生了变化的剩余的残渣在高温中加热，从而可以活用为各种耐热材料、催化剂、吸附剂、水泥、建筑材料等。
此外，本发明提供了一种可以从根本上对赤泥进行化学处理的方案，所述方案可以提取赤泥中的金属离子，使赤泥中的化学组成发生变化的同时可以将提取的金属离子利用在各种合成中。并且，找到了将赤泥完全地进行化学处理的实验方法从而获得了提取金属离子的方法，组合最佳的超声波条件、反应温度条件及强酸的含量比从而提取赤泥中的大部分的金属离子。
不利用超声波只用强酸进行酸处理而提取金属离子的情况下，确认了洗脱出的金属离子极其微量，并得知了即使利用超声波，恒温槽中在50℃以上，更优选地在50-100℃的温度中使用超声波才可能实现有效地提取金属离子。
以下，参照附图对根据本发明优选实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法进行详细说明如下。
图1是表示根据本发明的实施例的利用超声波从粉末形态的赤泥中提取金属离子的方法的工艺流程图。图2是表示根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的装置的简要示意图。
参照图1及图2，根据图示的本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，在粉末形态的赤泥的情况下，包括：制造赤泥泥浆(slurry)的步骤S110；洗脱赤泥中含有的金属离子的步骤S120；以及回收赤泥沉淀物和提取滤液的步骤S130。
制造赤泥泥浆
将在提取铝的工艺等中排出的强碱性的赤泥泥浆直接加以使用的情况下，将所述泥浆用强酸中和后，为了再一次制造成酸性氛围会进行加入更多的酸性溶液的步骤，但是赤泥为粉末形态的情况下，可以还包括：在插入到所述恒温槽110内部的反应槽120内部混合粉末形态的赤泥、酸性溶液及蒸馏水从而制造赤泥泥浆的步骤S110。
此时，所述酸性溶液能够包括从硫酸、盐酸、硝酸及王水(盐酸和硝酸的混合酸)中选择的一个或选择的两个以上的混合酸。如后所述，在使用硫酸的情况下提取效率最佳。在提取实验中使用的试剂如下。
使用了硫酸(H2SO495％,Junsei Chemicals,日本)、硝酸(HNO3,65％,DUKSAN reagents,韩国)、盐酸(HCl,35％,Matsunoen Chemicals,日本)，离子交换水，赤泥(KC(株),韩国)，强酸直接使用了原液。实验结果表明，使用硫酸时提取效率最优。
在本步骤中，优选地，所述泥浆状态或粉末形态的赤泥和酸性溶液以1:1～1:20的重量比进行混合。赤泥和酸性溶液的混合比未达1:1的情况下，酸性溶液的比率相对较低，因此有无法实现金属离子顺利洗脱的担忧。相反，赤泥和酸性溶液的混合比超过1:20的情况下，虽然有增大提取效率的优点，但在回收提取滤液后用碱中和时，导致所消耗的碱的量增加的结果，是非经济性的。
另外，优选地，酸性溶液和蒸馏水以1:1～1:10的体积比进行混合。酸性溶液和蒸馏水的混合比未达1:1的情况下，回收提取滤液后用碱中和时，有所消耗的碱的量增加的问题，是非经济性的。相反，酸性溶液和蒸馏水的混合比超过1:10的情况下，赤泥的量多的情况下，会因作为强酸的酸性溶液的含量相对减少的问题而引起提取效率下降的问题。
洗脱赤泥中含有的金属离子
在洗脱赤泥中含有的金属离子的步骤S120中，加热恒温槽110而使反应槽120内部的赤泥泥浆S发生反应，同时施加超声波，从而洗脱赤泥中含有的金属离子。
特别是，作为在洗脱赤泥所含有的金属离子中最重要的要素的超声波，优选地，施加条件为在30～50kHz的频率范围内及260～300W的输出功率，反应优选地在50～100℃中实施3小时以上。此时，若反应10小时以上，和提取效率相比是非经济性的，并且因为钛逐渐提取至提取溶液，从而相对地赤泥残渣的钛的比例可能减少，无法有效地将赤泥残渣再利用为光催化剂。
本发明的研究者们了解到在不使用超声波的情况下，即使在强酸下也无法实现金属离子的洗脱，相反，使用超声波的情况下，在各种强酸中金属离子开始洗脱。此外，还确认了添加的强酸的浓度越大提取率越高，恒温槽的温度越高提取率越高。特别是，在本发明中，考虑往后的产品化过程，为了对在强酸的中和时消耗的碱的量进行最小化，使用最低限度的强酸。
本步骤中，在金属离子的洗脱过程中使用的超声波的作用非常重要，施加普通超声波时，周知在水中生成的空泡(cavitation bubbles)的强度在水温高于40℃时会减小，但在本发明中了解到，为了提高以用于提高金属离子与酸的反应性为主反应的一次活性化步骤和作为下一个反应的与酸的主反应，优选在高于40℃的50～100℃中进行提取实验。
特别是，在本发明中实施超声波处理的原因为，根据超声波产生的空泡引起气泡的振动，根据对赤泥泥浆S和强酸的强力的搅拌效果，使赤泥内的金属离子和强酸的接触频率提高，以此诱导金属离子顺利地洗脱，所述洗脱反应随着反应温度的升高，增加酸和金属离子的反应性，最终洗脱金属离子。因此，就赤泥内的金属离子的洗脱反应而言，通过超声波产生的空泡引起的微小气泡的振动效果和在较高的50～100℃的温度下的与强酸的化学反应进行相互作用来可以有效地提取赤泥内的金属离子。
此时，施加超声波是利用超声波发生器130，优选地，向安装于所述恒温槽110内部的超声波尖端132施加有关频率及输出功率的方式实施。所述超声波尖端132，可以安装于所述恒温槽110的内侧面、内部中央等，而安装于所述恒温槽110的底面和所述反应槽120的底面之间时，提取效率最高。
特别是，在本步骤中，超声波输出功率未达260W的情况下，对洗脱赤泥内部的大部分的金属离子会伴有困难。相反，超声波输出功率超过300W的情况下，因为过大的输出功率，有使玻璃材质的反应槽120破损的忧虑。为了克服所述问题，利用非玻璃反应槽的能够承受酸的SUS材质的恒温槽等，无需其它的反应槽，能够在所述恒温槽内部直接实现反应，由此不受所述输出功率条件的约束，能够使用以300-500W的输出功率条件进行施加的方式。
此外，在本步骤中，在反应温度不足50℃，或反应时间不足3小时的情况下，因无法顺利地实现赤泥内部含有的金属离子和强酸的反应，对全部洗脱赤泥内的金属离子伴随着困难。相反，在反应温度超过100℃，或反应时间超过10小时的情况下，金属离子的提取量多少增加，但是有可能作用为相对于效果上升而言工艺时间及费用所需过度的要因，因此可能产生经济上的问题。
回收赤泥残渣和提取滤液
在回收赤泥残渣和提取滤液的步骤S130中，对因在洗脱赤泥所含有的金属离子的步骤S120中的反应而生成的反应物进行过滤，从而分离回收赤泥残渣和提取滤液。
此时，提取滤液可定义为，除赤泥残渣之外的含有金属离子的溶液。在本步骤中，过滤(filtering)可以用利用过滤器(filter)的方式或者利用离心分离的方式实施。
另外，虽然未在附图中图示，但是根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子后的活用方法还可包括获取赤泥残渣步骤(未图示)及煅烧步骤(未图示)。
获取赤泥残渣
在获取赤泥固体残渣步骤中，将收取的赤泥残渣清洗后，将清洗的赤泥沉淀物在50～70℃中干燥6小时以上，从而获得赤泥固体残渣。此时，优选地，清洗时利用蒸馏水反复实施3～5次。
煅烧
在煅烧步骤中，为了将赤泥残渣再利用而转化为新组成的氧化物形态，在900℃以上的温度中煅烧4小时以上。在本发明中，在900℃中煅烧6小时。
所述的根据本发明的实施例的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，是能够提取赤泥中含有的大部分的金属离子的提取方法，所述赤泥为从铝土矿中提取铝后剩余的废弃物，所述提取方法尤其具有通过对超声波和强酸、及恒温槽的温度调节的最佳组合来能够有效地提取赤泥中含有的金属离子的优点。
此外，根据本发明的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法具有能够在提取条件为比较低的温度中进行并且提取工艺单纯的优点。因此，利用根据本发明的提取金属离子的方法，不仅可以将提取的金属离子和提取后剩余的赤泥残渣进行商业利用，而且提取金属离子后的赤泥固体残渣因物性变化和化学组成变化，能够在各种领域中进行商业性的应用。换句话说，提取曾是赤泥再利用的障碍的过量的铁成分大部分，从而将赤泥残渣转化为硅和钛为主成分的物质，可以应用于建筑领域、亲环保领域等各种领域中。并且，在干燥的赤泥中，利用超声波，加入强酸和蒸馏水，在50～100℃的温度中反应，则洗脱出赤泥中含有的金属离子。在所述洗脱的金属离子中，铁离子、钛离子、铝离子是主成分，因此所述成分可以进入再利用步骤，通过所述洗脱过程，可以从提取的金属离子中回收金属及合成各种化合物，使100％再利用赤泥成为可能。此外，所提取的金属离子溶液为强酸性溶液，在所述酸性溶液中加入氨水或氢氧化钠溶液等碱性物质，在pH＝7中沉淀沉淀物，在之后的反应工艺中使最终废水溶液的处理变得容易。实施例
以下，通过本发明的优选实施例，对本发明的构成及作用进行更加详细的说明。但是，所述实施例作为本发明的优选的例示而提出，并不能解释为在任何意义下本发明据此受到限定。
没有在此记载的内容，若为本技术领域中的熟练者可以从技术上类推，因此省略其说明。
1.实验方法
实施例1
在插入于恒温槽内部的2L的三角形烧瓶内放入30g赤泥、900ml蒸馏水后，混合225ml盐酸(HCl)和75ml硝酸(HNO3)的混合酸后,在将恒温槽加热为75℃的状态中，以36.7kHz的频率及280W的输出功率施加超声波的同时反应6小时。
之后，过滤反应物，分别分离回收赤泥残渣和提取滤液。之后，用蒸馏水清洗回收的赤泥残渣，在60℃中干燥12小时。此时，对提取滤液使用ICP(PerkinElmer,OPTIMA 2100DV)进行分析，所述提取滤液为含有提取的金属离子的溶液。
实施例2
除作为酸性溶液用300ml盐酸(HCl,35％)代替盐酸和硝酸的混合酸而进行混合以外，以和实施例1同样的方式实施实验。
实施例3
除作为酸性溶液用300ml硝酸(HNO3,65％)代替盐酸和硝酸的混合酸而进行混合以外，以和实施例1同样的方式实施实验。
实施例4
除作为酸性溶液用300ml硫酸(H2SO4,95％)代替盐酸和硝酸的混合酸而进行混合以外，以和实施例1同样的方式实施实验。
在此，考虑到所述硫酸的密度，以重量换算时，每1ml相当于1.83克，对于1g赤泥为1.83克硫酸，将其计算为重量比时，赤泥和硫酸的重量比相当于1:18.3。
实施例5
除加热所述恒温槽而在55℃中反应6小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例6
除加热所述恒温槽而在65℃中反应6小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例7
除加热所述恒温槽而在85℃中反应6小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例8
除加热所述恒温槽而在85℃中反应8小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例9
除加热所述恒温槽而在85℃中反应9小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例10
除加热所述恒温槽而在85℃中反应12小时外，以和实施例4同样的方式实施实验。
实施例11
在插入于恒温槽内部的的三角形烧瓶内，放入30g赤泥、900ml蒸馏水之后，混合300ml硫酸(H2SO4)后,在将恒温槽加热为75℃的状态中，以36.7kHz的频率及280W的输出功率施加超声波的同时反应6小时。
之后，过滤反应物，并分别分离回收赤泥残渣和提取滤液。之后，用蒸馏水清洗回收的赤泥残渣，在60℃中干燥12小时。
之后，将干燥的赤泥残渣在900℃中煅烧6小时，使赤泥残渣转化为氧化物。
实施例12
在所述实施例4中提取金属离子的提取溶液为强酸性溶液，在所述酸性溶液中加入氨水或氢氧化钠溶液，中和为pH＝7，得到沉淀物，最终废水在pH＝7中终结反应。在此，在pH＝7中沉淀的沉淀物在900℃中煅烧6小时，转化为含有铁的氧化物。
2.物性评价
表1是表示将根据实施例1～4的实验方法回收的提取溶液，用ICP-MS(Inductively coupled plasma mass spectrometer：感应耦合等离子体质谱仪)测量的结果。特别是，表1是表示为了看出强酸对金属离子的提取造成的影响而使用不同种类强酸所得出的实验结果。
表1
单位：mg/L
分类 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
Fe 3836 3898 2417 4724
Al 1007 1023 1010 1767
Ti 357.1 356.6 367.7 482.2
Na 615.1 647.2 704.2 830.7
Ca 548.5 626.5 629.0 452.1
K 137.7 184.3 188.1 214.2
Mg 63.58 69.32 70.62 104.1
Cu 13.18 13.31 13.17 13.56
Pb 2.058 3.248 0.770 2.984
参照表1，如ICP-MS测量结果，作为酸性溶液利用硫酸的实施例4中提取的金属离子最多。其后是，利用王水(盐酸和硝酸的混合酸)的实施例1，然后是利用盐酸的实施例2的顺序提取金属离子。在利用硝酸的实施例3中，铁离子的提取效率显示为最低。因此，虽然王水、盐酸、硫酸是对包括铁在内的金属离子的提取具有效果的强酸，但是，考虑到之后将金属离子溶液合成为其它物质时氯离子的影响，表现为硫酸的效果最显著，应用实验的结果表明，用硫酸提取时，提取金属离子以后在合成其它物质的过程中无大影响地进行下去。
换句话说，提取赤泥内的金属离子时，若仅使用强酸，则无法实现金属离子的提取，若不施加超声波仅使用强酸时，无法提取金属离子。
根据以上的实验结果，若不使用超声波仅使用强酸提取时，几乎无法提取赤泥内的金属离子，为了用强酸提取赤泥内的金属离子，必须施加超声波才能实现。此外，确认了恒温槽内的温度要加热至50℃以上才开始提取金属离子。使用超声波提取时，对于作为主要金属离子的铁离子、铝离子、钛离子，根据四种强酸实现了提取，显示为根据硝酸的铁离子的提取效率最低。
特别是，对于作为主要金属离子的铁离子、铝离子、钛离子，硫酸和其它强酸相比提取效率高，对于各种金属离子容易实现提取，确认了提取赤泥内的金属离子时利用硫酸效率最高。
为了活用提取金属离子的溶液，用碱中和时，若溶液内存在氯离子(Cl-)，对于如沉淀物形成等后续的反应产生影响，且在清洗时存在除却氯离子(Cl-)等的困难，从而利用比王水或盐酸提取效率更好的硫酸进行实验。使用硫酸的情况下，对之后的反应条件造成的影响相比盐酸离子较少，在本发明中使用硫酸作为主要的提取酸。
将对于30g赤泥利用各种酸提取的溶液的ICP结果，换算为克(g)单位并整理在图7。如图7所示，可知在利用硫酸的情况下，在提取效率的侧面是最优的。
如观察表1及图7所示，用硫酸提取的溶液内，在金属离子中铁离子被提取的最多，确认提取了作为赤泥的主要金属的铁还提取了铝、钛、钙等的金属离子。通过实验可以确认，提取的金属离子溶液中铁离子成分最多，依次为铝、钛成分较多，可以将其用作制造催化剂，利用大量的铁离子成分，可以制造氧化铁、陶瓷器材料，陶瓷器等各种物质。因此，通过提取赤泥内的金属离子，可以将提取的金属离子活用为其它产品，同时，可以将剩下的赤泥残渣用作建筑材料等进行产品化，确认了能够对赤泥进行再利用。
表2是表示用ICP-MS测量提取滤液的结果，所述提取溶液为根据实施例4～7的实验方法回收的提取滤液。特别是，表2表示为了看出反应温度对金属离子的提取造成的影响而通过变化反应温度来进行实验的结果。
表2
单位：mg/L
分类 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
Fe 4724 3981 4453 5207
Al 1767 1155 1429 2173
Ti 482.2 339 367.4 520.2
Na 830.7 799.1 888.8 787.2
Ca 452.1 471.8 242.6 352.8
K 214.2 183.4 194.2 186.4
Mg 104.1 68.65 85.52 78.22
Cu 13.56 13.46 13.28 13.30
Pb 2.984 0.843 2.859 3.303
对于30g赤泥，将对于根据温度变化的提取溶液的ICP结果，换算为克(g)单位并整理在图8。如图8中所示，可以知道随着恒温槽的温度增加，提取效率随之增高。
此外，参照表2及图8，如实施例4～7，使用超声波并用硫酸进行提取实验的情况下，随着恒温槽的温度变化，可以观察到提取的金属离子的量存在差异，但是，确认了实施例4～7全部提取了大部分的金属离子。
换句话说，提取作为赤泥内的主要成分的铁离子、铝离子、钛离子，随着提取温度增加提取量随之增加，可以知道提取率受到反应温度的影响很大，显示为提取温度越高提取率越高。
此外，图3是表示将根据实施例4～7的实验方法回收的赤泥残渣利用XRF(X射线荧光光谱仪:X-ray fluorescence spectrometer,日本岛津公司(SHIMADZU),型号名称XRF-1700)测量的结果。此外，图3是表示为了比较利用XRD(X-ray diffraction：X射线衍射)测量装备对干燥状态的赤泥进行测量的结果的图，图4是表示利用XRD测定装备对在70℃中进行干燥后的赤泥残渣进行测量的结果的图，所述赤泥残渣是根据实施例4的实验方法回收的赤泥残渣。图5是表示利用XRD对赤泥残渣进行测量的结果的示意图，所述赤泥残渣是将根据实施例11的实验方法回收的赤泥残渣在900℃中煅烧6小时后的赤泥残渣。此时，测量装备使用日本Rigaku公司(日本，型号名称：D/MAX 2500)的装备，XRD图案(pattern)是使用Cu Kα 而获得的。
表3
单位：重量％
分类 Fe2O3 Al2O3 SiO2 TiO2 Na2O CaO 其它
赤泥 35.5 23.7 14.3 8.8 8.6 7.8 1.3
实施例4 3.7 18.2 49.6 12.3 - 15.4 0.8
实施例5 7.8 33.0 44.5 12.0 - 2.2 0.5
实施例6 6.0 27.1 40.1 14.0 0.7 11.4 0.7
实施例7 2.5 7.8 53.7 14.6 - 20.4 1.0
参照表3，用XRD测量的结果确认了根据实施例4～7的实验方法回收的赤泥残渣中Fe2O3的含量急剧减少。以此可以知道实现了铁离子的洗脱。
参照图4，观察根据实施例4的实验方法回收的赤泥残渣的组成，显示与图3不同形态的峰值，其意味着提取赤泥内的金属离子从而化学组成的比率产生了变化。和表3一样，α-Fe2O3的峰值急剧减少，可以知道TiO2(anatase)的峰值相对增加。
此外，参照图5，用XRD对根据实施例11的实验方法回收的赤泥固体残存物进行分析的结果，TiO2、SiO2、Al2O3、CaSO4、Fe2O3分别以氧化物形态留下，α-Fe2O3峰值与提取前的赤泥相比急剧减少，提取大部分的铁成分，提取后SiO2、Al2O3、CaSO4及TiO2成为主成分，可以应用于各种建筑材料和催化剂领域。
此外，作为对于时间的附加实验，对于30g赤泥，将随着温度变化对于提取的溶液的ICP结果换算为克(g)单位整理在图9。如图9中所示，随着反应时间的增加提取率在增高，但是，从反应时间超过8小时后开始，可以看出提取率的增加幅度并不大。此外，可以知道提取率为50％以上，提取了赤泥中一半程度的金属离子，如此确认了，赤泥的化学组成完全变化使赤泥的完全的再利用成为可能。
如所述的提取实验结果可以知道TiO2和Al2O3、SiO2的峰值相对较大，并且可以知道所述结果和XRF的测量结果一致。
根据所述提取实验结果，调节提取反应条件，可以调节金属离子、特别是铁离子的提取含量而进行提取，在铁离子的提取量少的情况下，换句话说，赤泥固体残渣中铁离子含量多的情况下，煅烧赤泥固体残渣时颜色变为橙色。并且，提取铁离子多的情况下，煅烧赤泥固体残渣时转变为浅橙色，因此，根据调节铁含量能够调节颜色。如此，调节铁离子的提取量而能够针对各种用途进行使用。
此外，如实施例12，提取的金属离子溶液是用强酸提取的，因此具有强酸性，为了中和其使用氨水或氢氧化钠溶液，中和到pH＝7为止，从而使沉淀物沉淀，且使余下的能够处理为pH＝7中中和的废水。用XRD对沉淀物的测量结果表示在图6，如预期的那样，可以知道沉淀出了大部分的铁成分。如此，通过经由在pH＝7中的中和反应步骤，提供了之后处理大量赤泥时能够对工艺过程进行缩短并单纯化的方案。
因此，在本发明中，通过调节铁离子的提取量，在煅烧提取后剩余的赤泥固体残渣时，调节铁离子和硅离子的成分比，可以根据用途实现产品化。
此外，根据调节铁离子的提取，可以将热方面稳定的橙色氧化物用于彩砖、颜料、吸附剂等，此外，提取大量的铁离子，使剩余的赤泥固体残渣中含有高SiO2和TiO2含量，从而不仅可以活用于高强度的砖头，还可以或用于如吸附剂、填充剂、催化剂、水泥、水泥浆等建筑材料一样的各种材料领域。
钙成分用硫酸清洗后没有得到充分的清洗，从而沉淀为硫酸钙，进而转化为钙氧化物，因此检测出大量的钙氧化物成分，其根据充分的清洗在某种程度上可以除去钙离子。如此，根据本发明提取赤泥内的成分中大部分的铁，因此，若将剩余的赤泥残渣转化为氧化物，则化学地转化为以硅、钛、及铝构成的耐热性物质，从而可以用作根据水泥、催化剂、高强度混凝土、钛的具有光催化剂功能的各种耐热剂。
此外，在提取金属离子后剩余的组成中看到的一样，提取大部分的铁离子后，在剩余的赤泥残渣中硅成为主成分，使赤泥固体残渣的化学的组成完全变化，和之前铁成分多的赤泥相比，转变为强度、耐热性、耐火性更增加的成分，可以活用于各种领域。
在以上中，虽然以本发明的实施例为中心进行了说明，但是在本发明所属的技术领域中，在具有一般知识的技术者的水平上，可以进行多种改变或变形。所述改变和变形只要不超出本发明提供的技术思想的范围就可以认为属于本发明。因此，本发明的权利范围应根据以下记载的权利要求进行判断。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，包括：(a)洗脱所述赤泥中含有的金属离子的步骤,其中，向插入于恒温槽内部的反应槽内①加入中和的赤泥泥浆及酸性溶液或者②加入粉末形态的赤泥、蒸馏水及酸性溶液,加热所述恒温槽使所述反应槽内的赤泥泥浆进行反应的同时施加超声波，从而洗脱所述赤泥中含有的金属离子；以及(b)分离回收赤泥残渣和提取滤液的步骤，其通过过滤在所述(a)步骤中的反应后生成物来分离回收赤泥残渣和提取滤液；
在所述(a)步骤中，所述施加超声波是利用超声波发生器，通过向安装于所述恒温槽内部的超声波尖端施加超声波的方式实施，
所述泥浆或粉末形态的赤泥和酸性溶液以1:1～1:20的重量比混合，所述酸性溶液和蒸馏水以1:1～1:10的体积比混合。
2.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述超声波尖端安装于所述恒温槽的底面和所述反应槽的底面之间。
3.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，在所述(a)步骤中，在50～100℃下实施所述反应3小时以上。
4.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述超声波在30～50kHz的频率范围内(i)以260～300W的输出功率条件施加，或者(i i)没有其它的反应槽而在所述恒温槽内部直接实现反应的情况下，以300～500W的输出功率条件施加。
5.在权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，在所述(a)步骤中,通过调节反应时间及反应温度，改变所述赤泥残渣及提取滤液的组成比，从而再利用为各种用途。

Claims (9)

1.一种利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，包括：(a)洗脱所述赤泥中含有的金属离子的步骤,其中，向插入于恒温槽内部的反应槽内①加入中和的赤泥泥浆及酸性溶液或者②加入粉末形态的赤泥、蒸馏水及酸性溶液,加热所述恒温槽使所述反应槽内的赤泥泥浆进行反应的同时施加超声波，从而洗脱所述赤泥中含有的金属离子；以及(b)分离回收赤泥残渣和提取滤液的步骤，其通过过滤在所述(a)步骤中的反应后生成物来分离回收赤泥残渣和提取滤液；
在所述(a)步骤中，所述施加超声波是利用超声波发生器，通过向安装于所述恒温槽内部的超声波尖端施加超声波的方式实施。
2.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述泥浆或粉末形态的赤泥和酸性溶液以1:1～1:20的重量比混合，所述酸性溶液和蒸馏水以1:1～1:10的体积比混合。
3.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述超声波尖端安装于所述恒温槽的底面和所述反应槽的底面之间。
4.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述酸性溶液为硫酸。
5.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，在所述(a)步骤中，在50～100℃下实施所述反应3小时以上。
6.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述超声波在30～50kHz的频率范围内(i)以260～300W的输出功率条件施加，或者(i i)没有其它的反应槽而在所述恒温槽内部直接实现反应的情况下，以300～500W的输出功率条件施加。
7.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述(b)步骤中,所述提取滤液为含有除所述赤泥残渣外的金属离子的溶液。
8.在权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，在所述(a)步骤中,通过调节反应时间及反应温度，改变所述赤泥残渣及提取滤液的组成比，从而再利用为各种用途。
9.根据权利要求1所述的利用超声波从赤泥中提取金属离子的方法，其特征在于，所述(b)步骤之后，还包括将所述赤泥残渣在900℃以上煅烧4小时以上从而得到新的组成的氧化物的步骤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808755A (zh) * 2021-02-01 2021-05-18 湖南绿脉环保科技股份有限公司 一种高铁低硅赤泥综合利用方法
CN115646502A (zh) * 2022-11-07 2023-01-31 深圳仕上电子科技有限公司 金属负载钒酸铟及其制备方法、光催化固氮催化剂

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3374078B1 (en) * 2015-11-09 2019-08-14 Turkiye Petrol Rafinerileri Anonim Sirketi Tupras Production method of an adsorbent material for adsorbing sulfur compounds
ES2836197T3 (es) * 2016-03-15 2021-06-24 Fluorchemie Gmbh Frankfurt Composición que contiene lodo rojo modificado, pobre en cromato, así como procedimiento para su producción
KR102220768B1 (ko) * 2019-02-22 2021-02-25 고려대학교 산학협력단 레드머드로부터의 유용 중금속을 선택적으로 회수하는 방법
CN112479230B (zh) * 2020-12-16 2022-06-24 中原工学院 高碱性氧化铝赤泥固碳的方法
CN113198445B (zh) * 2021-03-16 2022-08-12 山东大学 一种赤泥scr催化剂及其制备方法和应用
WO2023022622A1 (ru) * 2021-08-20 2023-02-23 Сергей Владимирович КИДАКОВ Безотходная переработка руд бокситов и красного шлама
KR20240070368A (ko) 2022-11-14 2024-05-21 에스제이기술 주식회사 레드머드 및 알루미늄 함유 산업 부산물로부터 환원철이 포함된 블랙파우더를 제조하는 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534224A (zh) * 2012-02-09 2012-07-04 华南理工大学 一种分离固废中的重金属组分的方法
CN102583528A (zh) * 2012-02-15 2012-07-18 山西同华科技有限公司 一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL213003A (zh) * 1955-12-16 1900-01-01
US3311449A (en) * 1962-02-12 1967-03-28 Mitsubishi Shipbuilding & Eng Process of recovering valuable components from red mud
US3776717A (en) * 1970-12-04 1973-12-04 Tatabanyai Szenbanyak Method for processing of red mud
US4119698A (en) * 1976-11-26 1978-10-10 Kernforschungsanlage Julich, Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Reclamation treatment of red mud
US5030424A (en) 1989-04-03 1991-07-09 Alcan International Limited Recovery of rare earth elements from Bayer process red mud
JPH08100176A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Sumitomo Chem Co Ltd 農業用資材の製造方法
US6248302B1 (en) * 2000-02-04 2001-06-19 Goldendale Aluminum Company Process for treating red mud to recover metal values therefrom
KR100460262B1 (ko) 2001-10-17 2004-12-14 코스모정밀화학 주식회사 레드머드를 이용한 인조황토 몰탈의 제조방법 및 인조황토몰탈의 시공방법
KR100533904B1 (ko) * 2003-04-07 2005-12-07 케이씨 주식회사 바이어 공정의 부산물을 이용한 저소다 헤마타이트질산화물의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534224A (zh) * 2012-02-09 2012-07-04 华南理工大学 一种分离固废中的重金属组分的方法
CN102583528A (zh) * 2012-02-15 2012-07-18 山西同华科技有限公司 一种用氧化铝赤泥制备二氧化钛的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENES S_AYAN,ET AL.: "Statistical modeling and optimization of ultrasound-assisted sulfuric acid leaching of TiO2 from red mud", 《HYDROMETALLURGY》, vol. 71, 31 December 2004 (2004-12-31), pages 397 - 401, XP004480766, DOI: doi:10.1016/S0304-386X(03)00113-0 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808755A (zh) * 2021-02-01 2021-05-18 湖南绿脉环保科技股份有限公司 一种高铁低硅赤泥综合利用方法
CN115646502A (zh) * 2022-11-07 2023-01-31 深圳仕上电子科技有限公司 金属负载钒酸铟及其制备方法、光催化固氮催化剂

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