CN107475520A - 一种赤泥中铁铝的分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：(1)将赤泥进行酸浸处理，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；(2)用铁还原酸浸液中的三价铁为二价铁，得到还原液；(3)依次调节还原液的pH为三价铝和二价铁的沉淀pH范围，得到含铝产物和含铁产物；(4)将含铁产物后处理，得到铁粉，所述铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。所述工艺条件温和，对设备的要求低，对赤泥中铁与铝的分离效率高，且制备的氧化铝与氧化铁产品纯度高，实现了大宗赤泥的无害化与高值化处理，具有极强的工业应用潜力。

Description

一种赤泥中铁铝的分离工艺

技术领域

本发明属于危险固体废弃物处理和应用领域，涉及一种赤泥中铁铝的分离工艺。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染强碱性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。部分国家已经将赤泥列为危险废弃物，赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接或间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的堆放，开发赤泥的回收利用途径与方法，拓宽赤泥的资源化利用已迫在眉睫。

由于赤泥中铁铝含量高，如能有效对赤泥中的铁铝进行低成本分离，不仅能缓解我国铁矿资源的短缺，还能有效解决赤泥污染的问题。

对赤泥中铁铝的分离已有不少专利报道，CN102757060A公开了通过石灰消钠的方式分离铝和部分铁氧化物，实现铝化合物的深度提取。CN102839249A、CN102851425A和CN103805726A提出了将赤泥与焦粉、碳粉、煤粉混合及成型后，采用高温碳热还原的方式，将赤泥中的铁还原高温熔融分离制备富铁块(粉碎得铁精粉)，用于钢铁冶炼，而残渣用于玻璃或陶瓷纤维制造。上述这些技术中，简单分离产物的纯度不高，而碳热还原的方式涉及到高温对设备的要求高，且赤泥中碱性化合物在高温条件下对蓄热材料及反应材质腐蚀严重。因此，并未形成规模化应用，到目前为止，赤泥的综合利用率不超过10％，赤泥中铁铝仍未形成有效的宏量利用技术。

开发一种对设备要求低、工艺简单的普适性赤泥利用技术具有重要的实际意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种赤泥中铁铝的分离工艺，所述工艺条件温和，对设备的要求低，对赤泥中铁与铝的分离效率高，且制备的氧化铝与氧化铁产品纯度高；部分氧化铁粉气相还原后作为酸浸液的还原剂，实现了工艺的循环；分离得到的产品可用于氧化铝的冶炼和钢铁冶炼原料，实现了大宗赤泥的无害化与高值化处理，具有极强的工业应用潜力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种赤泥中铁铝的分离工艺，所述工艺包括如下步骤：

(1)将赤泥进行酸浸处理，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；

(2)用铁还原酸浸液中的三价铁为二价铁，得到还原液；

(3)依次调节还原液的pH为三价铝和二价铁的沉淀pH范围，得到含铝产物和含铁产物；

(4)将含铁产物后处理，得到铁粉，所述铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺先对赤泥进行酸浸处理，之后再将酸浸液中的三价铁还原为二价铁，改变了铁的沉积pH范围，从而使得酸浸液中铝与铁的沉积pH范围不同，从而分别分离出铝和铁，所述铁经进一步处理后得到纳米铁粉，可用于还原酸浸液中的三价铁，实现了铁的循环，剩余的铁粉还可用于钢铁冶炼的原料，或是精细化学品，如磁粉、铁黑等。该工艺不但对危险废弃物进行了无害化处理，还分离出了不同的产品，实现了产品的高值化利用。

另外，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺对铁和铝的分离效率高，经进一步处理，铁产品的纯度高。

本领域技术人员一般认为由于赤泥成分复杂，容易干扰铝和铁的沉淀pH范围，进而无法分离铝和铁，也得不到纯度较高的含铁产物；且三价铁离子虽然能够在液相被还原，但在组分复杂的原料及酸性体系中，还原容易受到其他物质的干扰，无法实现完全选择性还原，使得后续滴定过程产物分离过程中分离效率低，产物纯度不够；另外，在现有技术中已经公开了将赤泥等物质酸浸后直接滴定沉淀的基础上，本领域技术人员一般不会将酸浸液中的三价铁离子进行液相还原，因为二价铁离子容易氧化，且增加了工艺步骤。本申请不遵从现有技术，而是将三价铁离子还原为二价铁离子，大大提高了铁和铝分离的效率，取得了预料不到的技术效果。

步骤(1)所述残渣中含有TiO₂、SiO₂及硫酸钙。

步骤(1)所述赤泥选自拜耳法产生的赤泥、烧结法产生的赤泥、亚熔盐法产生的赤泥、联合法产生的赤泥或脱钠赤泥中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如拜耳法产生的赤泥与烧结法产生的赤泥，亚熔盐法产生的赤泥、联合法产生的赤泥与脱钠赤泥。

优选地，步骤(1)所述赤泥中铝的质量百分含量不低于15％，如16％、17％、18％、20％、25％、28％、30％、35％或40％等，铁的质量百分含量不低于20％，如21％、25％、28％、30％、35％、38％、40％、42％或50％等。这样的赤泥利用价值更高。

步骤(1)所述酸浸处理使用的酸选自无机酸和/或有机酸，优选为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、磺酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如硫酸与硝酸，盐酸与磷酸，磺酸与草酸，硫酸、硝酸与盐酸，盐酸、磷酸与磺酸等。所述酸浸处理使用的酸只要能够使赤泥中的铁及其它元素溶解即可，通常使用强酸进行酸浸处理。

优选地，步骤(1)所述酸浸处理使用的酸的浓度为20wt％-80wt％，如22wt％、25wt％、28wt％、30wt％、35wt％、39wt％、43wt％、48wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、75wt％或79wt％等。

步骤(1)所述酸浸处理中酸的添加量为理论酸量的1-3倍，如1.2倍、1.5倍、1.8倍、2.3倍、2.5倍、2.8倍或2.9倍等。所述理论添加量是指根据赤泥中所有能与酸反应的氧化物对应计算的酸量。酸的使用量在此范围内具有如下优点：在此酸量条件下，能够确保赤泥和/或含铁固废中可溶物完全溶解，最大限度的提高分离效率。

优选地，步骤(1)所述酸浸处理的温度为50℃-200℃，如55℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、120℃、130℃、150℃、165℃、175℃、180℃或195℃等。

使用上述浓度的酸并在上述温度区间内进行酸浸反应能够确保赤泥和/或含铁固废中的铁和铝最大限度地溶解，并保证其它的杂质如硅、钛、钙等物质留在残渣中(能够使得95wt％以上的杂质留在残渣中)，最大限度的提高分离效率，并保证分离得到的氧化铁的纯度。酸的浓度和酸浸的温度不在所述范围内，则酸浸液中杂质多，会使铁和铝的分离效率降低，且得到的氧化铁的纯度降低。

优选地，所述酸浸的反应时间为5h-20h，如6h、7h、8h、9h、10h、12h、15h、18h或19h等。所述酸浸处理在此时间范围内，能实现赤泥及含铁固废中金属氧化物的完全反应，且可以实现硅、钙、钛氧化物尽可能留在残渣中，避免对液相后续分离产生干扰。

优选地，步骤(1)所述酸浸液中铁离子浓度为50g/L-200g/L，如55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L、80g/L、90g/L、100g/L、103g/L、108g/L、110g/L、130g/L、150g/L、180g/L或190g/L等。所述酸浸液中铁离子的浓度在此范围内，铁与赤泥中其它组分的分离效果最好，且后续沉淀产物纯度更高。

步骤(2)所述铁的添加量为溶液中铁含量的30wt％-70wt％，如35wt％、39wt％、43wt％、48wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或69wt％等，铁的添加量在此范围内，能够最大可能的将三价铁全部还原为二价铁，并且节约成本。

优选地，步骤(2)所述铁还原酸浸液中三价铁为二价铁的温度为30℃-70℃，如35℃、40℃、43℃、48℃、50℃、56℃、60℃、65℃或68℃等，还原时间为0.5h-2.0h，如0.8h、0.9h、1.1h、1.3h、1.5h、1.8h或1.9h等。在一定的还原温度与时间条件下，可以确保液相中三价铁离子完全还原为二价铁离子。

步骤(3)所述依次调节还原液的pH为三价铝和二价铁的沉淀pH范围，分别得到含铝产物和含铁产物包括：调节还原液的pH为4-7，如4.5、5.0、5.3、5.5、5.8、6.2、6.5或6.8等，固液分离，得到含铝产物和分离液；之后，调节分离液的pH为10-12，如10.3、10.5、10.8、11.3、11.5或11.8等，固液分离，得到含铁产物。

还原后得到的二价铁离子根据其沉淀pH范围很容易与铝离子分离。利用此方法分离铁与铝条件温和，容易控制，铁的分离效率高，且得到的含铝产物和含铁产物经过进一步处理能够进行高值化利用，具有极强的工业应用潜力。

所述含铝产物还进行如下处理：

将含铝产物与铝土矿混合后经碱溶分离，得到赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠经水解得到铝产品；或，将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品。所述铝产品可以继续作为铝冶炼原料。

优选地，所述赤泥返回步骤(1)进行酸浸处理。

步骤(3)使用碱性溶液调节还原液的pH。

优选地，所述碱性溶液的浓度为5wt％-20wt％，如6wt％、8wt％、10wt％、13wt％、15wt％、16wt％或17wt％等。碱性溶液的浓度低，额外增加水量大，分离困难；碱性溶液的浓度高，容易导致沉淀过程中产生包覆，产物杂质含量高。

优选地，所述碱性溶液选自氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸盐溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如氨水与氢氧化钠溶液、氢氧化钠溶液与氢氧化钾溶液，氢氧化钠溶液、氨水与碳酸盐溶液。所述碱性溶液只要能够使得还原液的pH达到要求即可。

优选地，所述碱性溶液通过滴加的方式加入。采用滴加的方式加入pH调节剂具有如下优点：采用滴加的方式加入pH调节剂具有如下优点：滴加的方式加入碱性溶液，溶液的pH值从小到大逐渐增加，容易实现铁、铝的分离。

步骤(4)所述后处理包括：将含铁产物洗涤，烘干，得到纳米氧化铁产品，之后将纳米氧化铁还原得到纳米铁粉。所述纳米氧化铁活性高，纯度不低于80％。所述纳米氧化铁是指氧化铁的粒径在纳米级。

优选地，所述还原为气相还原，所述气相还原使用的还原剂选自氢气、CO或气相碳氢化合物中的任意一种或是至少两种的组合。典型但非限制性的组合如氢气与CO，CO与气相碳氢化合物，氢气、CO或气相碳氢化合物。具体地，如煤气、合成气。

优选地，所述还原的温度为400℃-600℃，如420℃、430℃、450℃、480℃、520℃、560℃、580℃或590℃等。

优选地，所述还原的时间为1h-10h，如1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、5.0h、6.2h、7.8h、8.5h或9.3h等。

采用上述还原方法能够得到纳米铁粉，所述纳米铁粉的反应活性高，将其循环利用，继续用作还原剂更有利于反应的进行，提高反应的速率。

作为优选的技术方案，所述赤泥中铁铝的分离工艺包括如下步骤：

(1)用浓度为20wt％-80wt％的酸，在50℃-200℃条件下对赤泥进行酸浸处理5h-20h，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；其中，所述赤泥中铝的质量百分含量不低于15％，铁的质量百分含量不低于20％；所述酸的加入量为理论量的1-3倍，所述酸浸液中铁的浓度为50g/L-200g/L；

(2)用铁在温度为30℃-70℃的条件下还原酸浸液中的三价铁为二价铁，还原时间为0.5h-2.0h，得到还原液，铁的加入量是酸浸液中铁含量的30wt％-70wt％；

(3)用浓度为5wt％-20wt％的碱液滴加至还原液中，使其pH为4-7，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物与铝土矿混合后经碱溶分离，得到赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠经水解得到铝产品，赤泥返回步骤(1)；或，将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品；

(4)将浓度为5wt％-20wt％的碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为10-12，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品；再将纳米氧化铁在400℃-600℃条件下还原1h-10h，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

本发明如无特殊说明，所述wt％是指质量百分含量。所述v％是指体积百分含量。

本发明中所述的固液分离是本领域常规的操作，其只要能够起到将固体与液体或浆液分离的目的即可，典型但非限制性的固液分离方式如离心或过滤等。

本发明中所述的纯度如无特殊说明均是指质量百分含量的纯度。

本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够实现赤泥中铁与铝的高效分离，铁和铝的分离效率超过90％；制备的氧化铝与氧化铁产品纯度高，铁铝产品纯度均超过80％；

本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺条件温和、对设备要求低，分离的铝产品可以继续作为铝冶炼原料，且铁产物属于纳米粒子，容易还原，作为还原剂活性高，铁产品除了作为钢铁冶炼的原料外，还可以作为精细化学品，如磁粉、铁黑等；

本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺得到的部分氧化铁粉气相还原后可以作为酸浸液的还原剂，实现工艺的循环；分离得到的产品可用于氧化铝的冶炼和钢铁冶炼原料，实现了大宗赤泥的无害化与高值化处理，具有极强的工业应用潜力。

附图说明

图1为本发明一种实施方式提供的赤泥中铁铝的分离工艺的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种赤泥中铁铝的分离工艺，如图1所示，包括如下步骤：

(1)将赤泥进行酸浸处理，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；

(2)用铁还原酸浸液中的三价铁为二价铁，得到还原液；

(3)用碱液滴加至还原液中，使其pH为4-7，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物与铝土矿混合后经碱溶分离，得到赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠经水解得到铝产品，赤泥返回步骤(1)；

(4)将碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为10-12，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品；再将纳米氧化铁气相还原，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

实施例1

一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：

(1)100g赤泥(Fe₂O₃:48.1wt％)与30wt％的硫酸反应分离后的溶出液体，加入12g还原态铁粉产物在50℃反应30min；

(2)在溶液中滴加8wt％的氢氧化钠溶液，以1mL/min的速度滴加到溶液中进行酸碱中和与水解反应，当pH值为6时，得到含灰白色胶体状浆液，通过离心分离后，得到相应的胶体沉淀和透明溶液；

(3)步骤(2)得到的胶体沉淀烘干后，得到富含铝的第一产物(40g)，可作为氧化铝冶炼的原料；

(4)步骤(2)分离得到的透明溶液继续滴加氢氧化钠溶液，当pH值大于10后，得到绿色沉淀物，将沉淀进行分离；

(5)步骤(4)的沉淀洗涤、烘干后，得到第二产物共60g(FeO_x)；

(6)将步骤(5)得到的产物在10v％的氢气氛中400℃进行还原5h得到还原后的零价铁粉(40g)，为理论回收率的85％，取12g作为步骤(1)的原料，其他作物富铁产品(可作为氧化铁颜料)。

所述赤泥、第一产物和第二产物的组成如表1所示：

表1 赤泥、第一产物和第二产物的组成

从表1可以看出，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够将铁和铝高效的分离出来，分离效率分别为85％和92％；并且分离出的氧化铝和氧化铁产品的纯度均较高，分别为80wt％和95wt％。

实施例2

一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：

(1)100g赤泥(Fe₂O₃:48.1wt％，Al₂O₃：18.7wt％)与40wt％的硫酸反应分离后的溶出液体(铁离子浓度为20wt％)，加入17g还原态铁粉产物在70℃反应30min；

(2)在溶液中滴加15wt％的氢氧化钠水溶液，以1mL/min的速度滴加到溶液中进行酸碱中和与水解反应，当pH值为6时，得到含灰白色胶体状浆液，通过离心分离后，得到相应的胶体沉淀和透明溶液；

(3)步骤(2)得到的胶体沉淀烘干后，得到富含铝的第一产物(25g)，可作为氧化铝冶炼的原料；

(4)步骤(2)分离得到的透明溶液继续滴加氢氧化钠溶液，当pH值大于10后，得到绿色沉淀物，将沉淀进行分离；

(5)步骤(4)的沉淀分离、洗涤、烘干后，得到第二产物共45g(FeO_x)；

(6)将步骤(5)得到的产物在10v％的氢气氛中600℃进行还原3h得到还原后的零价铁粉(40g)，取17g作为步骤(1)的原料，其他作物富铁产品。可作为钢铁冶炼的原料。

所述赤泥、第一产物和第二产物的组成如表2所示：

表2 赤泥、第一产物和第二产物的组成

从表2可以看出，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够将铁和铝高效的分离出来，分离效率分别为91％和91％；并且分离出的氧化铝和氧化铁产品的纯度均较高，分别为85wt％和92wt％。

将实施例2中硫酸的浓度调整为18wt％，铁和铝的分离效率分别为48％和38％，得到的氧化铁的纯度为40％。

将实施例2中硫酸的浓度调整为92wt％，铁和铝的分离效率分别为30％和76％，得到的氧化铁的纯度为68％。

将实施例2中酸酸浸的温度调整为45℃，铁和铝的分离效率分别为50％和70％，得到的氧化铁的纯度为76％。

将实施例2中酸浸的温度调整为205℃，铁和铝的分离效率分别为69％和79％，得到的氧化铁的纯度79％。

将实施例2中酸浸的温度调整为45℃，硫酸的浓度调整为15％，铁和铝的分离效率分别为30％和35％，得到的氧化铁的纯度为78％。

实施例3

一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：

(1)用浓度为20wt％的硫酸，在200℃条件下对100g赤泥进行酸浸处理5h，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；其中，所述赤泥中铝的质量百分含量为15％，铁的质量百分含量为20％；所述酸的加入量为理论量的1倍；

(2)用铁在温度为70℃的条件下还原酸浸液中的三价铁为二价铁，还原时间为0.5h，得到还原液，铁的加入量是酸浸液中铁含量的70wt％；

(3)用浓度为5wt％的氢氧化钠溶液滴加至还原液中，使其pH为7，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品(第一产物)；

(4)将浓度为5wt％的碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为12，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品(第二产物)；再将纳米氧化铁在600℃条件下还原1h，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

所述赤泥、第一产物和第二产物的组成如表3所示：

表3 赤泥、第一产物和第二产物的组成

从表3可以看出，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够将铁和铝高效的分离出来，分离效率分别为90％和92％；并且分离出的氧化铝和氧化铁产品的纯度均较高，分别为80wt％和90wt％。

实施例4

一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：

(1)用浓度为80wt％的硫酸，在50℃条件下对100g赤泥进行酸浸处理20h，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；其中，所述赤泥中铝的质量百分含量为180％，铁的质量百分含量为40％；所述酸的加入量为理论量的3倍；

(2)用铁在温度为30℃的条件下还原酸浸液中的三价铁为二价铁，还原时间为2.0h，得到还原液，铁的加入量是酸浸液中铁含量的30wt％；

(3)用浓度为20wt％的碱液滴加至还原液中，使其pH为4，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品(第一产物)；

(4)将浓度为20wt％的碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为10，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品(第二产物)；再将纳米氧化铁在400℃条件下还原10h，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

所述赤泥、第一产物和第二产物的组成如表4所示：

表4 赤泥、第一产物和第二产物的组成

从表4可以看出，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够将铁和铝高效的分离出来，分离效率分别为91％和90％；并且分离出的氧化铝和氧化铁产品的纯度均较高，分别为80wt％和91wt％。

实施例5

一种赤泥中铁铝的分离工艺，包括如下步骤：

(1)用浓度为50wt％的硫酸，在120℃条件下对100g赤泥进行酸浸处理10h，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；其中，所述赤泥中铝的质量百分含量为25％，铁的质量百分含量为35％；所述酸的加入量为理论量的2倍；

(2)用铁在温度为60℃的条件下还原酸浸液中的三价铁为二价铁，还原时间为1.0h，得到还原液，铁的加入量是酸浸液中铁含量的60wt％；

(3)用浓度为15wt％的氢氧化钠溶液滴加至还原液中，使其pH为5，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品(第一产物)；

(4)将浓度为15wt％的碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为11，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品(第二产物)；再将纳米氧化铁在500℃条件下还原5h，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

所述赤泥、第一产物和第二产物的组成如表5所示：

表5 赤泥、第一产物和第二产物的组成

从表5可以看出，本发明提供的赤泥中铁铝的分离工艺能够将铁和铝高效的分离出来，分离效率分别为91％和90％；并且分离出的氧化铝和氧化铁产品的纯度均较高，分别为85wt％和91wt％。

另外，经试验：

将实施例1-5中步骤(1)的硫酸替换为其它的无机酸和/或有机酸，如硝酸、盐酸、磷酸、磺酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合，赤泥中的铁和铝仍然能够高效分离出来，并且得到的氧化铁和氧化铝的纯度分别在89％-93％范围内和80％-85％范围内。

将实施例1-5中的氢氧化钠溶液替换为其它的碱性溶液，如氢氧化钾溶液和/或氨水等，其效果与氢氧化钠溶液的效果相同。

对比例1

除步骤(1)不加入还原态铁粉外，其余与实施例1相同。

此时不能分离出铝和铁。

其得到的第一产物和第二产物的组成如表6所示：

表6 赤泥、第一产物和第二产物的组成

对比例2

除步骤(2)中不加入铁粉外，其余与实施例2相同。

此时不能分离出铝和铁。

其得到的第一产物和第二产物的组成如表7所示：

表7 赤泥、第一产物和第二产物的组成

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

(1)将赤泥进行酸浸处理，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；

(2)用铁还原酸浸液中的三价铁为二价铁，得到还原液；

(3)依次调节还原液的pH为三价铝和二价铁的沉淀pH范围，得到含铝产物和含铁产物；

(4)将含铁产物后处理，得到铁粉，所述铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。

2.根据权利要求1所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(1)所述赤泥选自拜耳法产生的赤泥、烧结法产生的赤泥、亚熔盐法产生的赤泥、联合法产生的赤泥或脱钠赤泥中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述赤泥中铝的质量百分含量不低于15％，铁的质量百分含量不低于20％。

3.根据权利要求1或2所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(1)所述酸浸处理使用的酸选自无机酸和/或有机酸，优选为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、磺酸或草酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述酸浸处理使用的酸的浓度为20wt％-80wt％。

4.根据权利要求1-3之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(1)所述酸浸处理中酸的添加量为理论酸量的1-3倍。

优选地，步骤(1)所述酸浸处理的温度为50℃-200℃；

优选地，步骤(1)所述酸浸处理的反应时间为5h-20h；

优选地，步骤(1)所述酸浸液中铁离子浓度为50g/L-200g/L。

5.根据权利要求1-4之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(2)所述铁的添加量为溶液中铁含量的30wt％-70wt％；

优选地，步骤(2)所述铁还原酸浸液中三价铁为二价铁的温度为30℃-70℃，还原时间为0.5h-2.0h。

6.根据权利要求1-5之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(3)所述依次调节还原液的pH为三价铝和二价铁的沉淀pH范围，分别得到含铝产物和含铁产物包括：调节还原液的pH为4-7，固液分离，得到含铝产物和分离液；之后，调节分离液的pH为10-12，固液分离，得到含铁产物。

7.根据权利要求1-6之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，所述含铝产物还进行如下处理：

将含铝产物与铝土矿混合后经碱溶分离，得到赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠经水解得到铝产品；

优选地，所述赤泥返回步骤(1)进行酸浸处理。

8.根据权利要求1-7之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(3)使用碱性溶液调节还原液的pH；

优选地，所述碱性溶液的浓度为5wt％-20wt％；

优选地，所述碱性溶液选自氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸盐溶液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述碱性溶液通过滴加的方式加入。

9.根据权利要求1-8之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，步骤(4)所述后处理包括：将含铁产物洗涤，烘干，得到纳米氧化铁产品，之后将纳米氧化铁还原得到纳米铁粉；

优选地，所述还原为气相还原，所述气相还原使用的还原剂选自氢气、CO或气相碳氢化合物中的任意一种或是至少两种的组合；

优选地，所述还原的温度为400℃-600℃；

优选地，所述还原的时间为1h-10h。

10.根据权利要求1-9之一所述的赤泥中铁铝的分离工艺，其特征在于，所述赤泥中铁铝的分离工艺包括如下步骤：

(1)用浓度为20wt％-80wt％的酸，在50℃-200℃条件下对赤泥进行酸浸处理5h-20h，之后固液分离，得到酸浸液和残渣；其中，所述赤泥中铝的质量百分含量不低于15％，铁的质量百分含量不低于20％；所述酸的加入量为理论量的1-3倍，所述酸浸液中铁的浓度为50g/L-200g/L；

(2)用铁在温度为30℃-70℃的条件下还原酸浸液中的三价铁为二价铁，还原时间为0.5h-2.0h，得到还原液，铁的加入量是酸浸液中铁含量的30wt％-70wt％；

(3)用浓度为5wt％-20wt％的碱液滴加至还原液中，使其pH为4-7，固液分离，得到含铝产物和分离液；将含铝产物与铝土矿混合后经碱溶分离，得到赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠经水解得到铝产品，赤泥返回步骤(1)；或，将含铝产物烘干，煅烧，得到铝产品；

(4)将浓度为5wt％-20wt％的碱性溶液滴加至分离液中，使其pH为10-12，之后固液分离，得到含铁产物；将含铁产物洗涤，烘干得到纳米氧化铁产品；再将纳米氧化铁在400℃-600℃条件下还原1h-10h，得到纳米铁粉，所述纳米铁粉返回步骤(2)用于还原酸浸液中的三价铁为二价铁。