CN108384956B - 一种赤泥的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种赤泥的回收方法，包括以下步骤：1)固液分离；2)焙烧；3)水淬和固液分离；4)萃取、沉淀和煅烧；5)磁选；6)浮选；7)搅拌浸出和固液分离；8)沉淀和过滤。本发明根据赤泥中各种有效组分的特性，设计了针对性的回收步骤，可有效回收赤泥中的铁、钛、镓、铝、钪多种有价金属、高硅高钙渣、钠溶液和碱液，基本实现赤泥中有效组分的完全回收。回收的有价金属实现金属的再利用；高硅高钙渣可用于水泥、砖等建筑材料的制备；钠溶液可用于硫酸钠的制备。而且本发明先将赤泥进行固液分离，分离出大部分的碱液，可减少硫酸的用量，节约药剂的使用，碱液也可用于后续步骤中，实现碱液的再利用，降低碱液的危害。

Description

一种赤泥的回收方法
技术领域
本发明属于环保冶金技术领域，具体涉及一种赤泥的回收方法。
背景技术
赤泥是氧化铝在生产过程中产生的废渣，因含有大量氧化铁而呈红色，故被称为赤泥。因矿石品位、生产方法和技术水平的不同，大约每生产lt氧化铝要排放1.0～1.8t的赤泥。据估计，全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过6×107t，中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。目前，人们日益关注赤泥堆放给环境带来的危害，例如赤泥的堆放不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染。裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。随着赤泥产出量的日益增加和人们对环境保护意识的不断提高，最大限度地限制赤泥的危害，多渠道地利用和改善赤泥，已迫在眉睫。
赤泥中的主要组分为SiO2、CaO、Fe2O3、Na2O、TiO2还含有一些微量的有价金属镓、钪等。目前，赤泥中有效成分的回收方法，主要是焙烧或还原焙烧回收Fe后，然后再回收赤泥中的1～2中组分。如专利CN201310575769.1从赤泥炉渣中回收铝的方法中，赤泥回收铁后，将炉渣通过硫化焙烧、水浸步骤后得到含偏钛酸的混合溶液，然后向溶液中加入过量氨水沉铝，最终实现铝的回收。又如专利CN 201310575968.2从赤泥炉渣中回收钛的方法中，赤泥回收铁后，将炉渣通过硫化焙烧、水浸后得到含偏钛酸的混合溶液，然后氨水除铝、水解沉淀煅烧后回收二氧化钛。但是上述的方法，无法实现赤泥中有效成分的完全回收，剩余废弃物中仍有一些组分得不到回收，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种赤泥的回收方法，解决赤泥中部分有效成分得不到回收，造成资源浪费的问题。
本发明这种赤泥的回收方法，包括以下步骤：
1)固液分离：将赤泥进行固液分离，得到赤泥渣和碱液；
2)焙烧：向步骤1)中的赤泥渣中加入浓硫酸和焦炭，混合均匀后，进行焙烧，得到高温焙烧料；
3)水淬和固液分离：向步骤2)得到的高温焙烧料加入到水中，进行水淬；然后进行固液分离，得到可溶性盐溶液和固体物料；
4)萃取、沉淀和煅烧：将步骤3)中的可溶性盐溶液进行萃取，得到富钪溶液和钠溶液；接着向富钪溶液加入沉淀剂，得到钪盐沉淀；然后将钪盐沉淀进行煅烧，得到高纯氧化钪；
5)磁选：将步骤3)中固体物料进行磁选，得到钛铁镓精矿和磁选尾矿；
6)浮选：将步骤5)中的磁选尾矿进行浮选，得到高硅高钙渣和浮选尾矿；
7)搅拌浸出和固液分离：向步骤6)中的浮选尾矿中加入氢氧化纳和步骤1)中的碱液，进行搅拌浸出；然后进行固液分离，得到废渣和富铝溶液；
8)沉淀和过滤：向步骤7)中的富铝溶液加入晶种，进行蒸发结晶和煅烧后，得氧化铝。
所述步骤1)中，固液分离至赤泥渣中的含水量为低于20％。
所述步骤2)中，赤泥渣、浓硫酸和焦炭的质量比为1:(0.05-0.5):(0.1-0.5)，焙烧温度为400-1000℃，焙烧时间为20-60min；焙烧过程会产生SO2和SO3烟气，可采用步骤1)中的碱液进行中和。
所述步骤3)中，高温焙烧料与水质量比1:(1-3)。
所述步骤4)中，萃取先采用萃取剂P204进行正萃取，接着采用浓硫酸进行反萃取，萃取的无机相为钠溶液，有机相为富钪溶液；沉淀剂为草酸；煅烧温度为800-1200℃。
所述步骤5)中，磁选采用一粗一精，磁场强度为0.7-1.6T。
所述步骤6)中，浮选采用一粗两精两扫，浮选的捕收剂为油酸、油酸钠中的一种。
所述步骤7)中，向浮选尾矿中加入氢氧化纳和碱液至尾矿溶液的pH大于10.8，搅拌浸出时间为2-6h。
所述步骤8)中，煅烧温度为800-1200℃。
本发明的有益效果：本发明根据赤泥中各种有效组分的特性，设计了针对性的回收步骤，可有效回收赤泥中的铁、钛、镓、铝、钪多种有价金属、高硅高钙渣、钠溶液和碱液，基本实现赤泥中有效组分的完全回收。回收的有价金属实现金属的再利用；高硅高钙渣可用于水泥、砖等建筑材料的制备；钠溶液可用于硫酸钠的制备。而且本发明先将赤泥进行固液分离，分离出大部分的碱液，可减少硫酸的用量，节约药剂的使用，碱液也可用于后续烟气的处理、水淬、搅拌浸出步骤中，实现碱液的再利用，降低碱液的危害。
附图说明
图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
1)将含水量为55％的赤泥通过浓密机和过滤机进行固液分离，直至赤泥渣中的含水量为15-17％，得到赤泥渣和碱液，碱液的pH为10.7。
2)向赤泥渣中加入浓硫酸和焦炭(其中赤泥渣、浓硫酸和焦炭的质量比为1:0.1:0.3)，混合均匀后，置于800℃的回转窑中进行焙烧40min，得到高温焙烧料；焙烧过程产生的烟气SO2和SO3采用分离出来的碱液进行中和，得到中和废碱液。
3)将高温焙烧料中加入到废碱液和水混合溶液中(高温焙烧料与混合溶液的质量比为1:2)，进行水淬；然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到可溶性盐溶液和固体物料。
4)向可溶性盐溶液中加入萃取剂P204进行正萃取，然后采用硫酸溶液进行反萃取，萃取的无机相为钠溶液，有机相为富钪溶液。向富钪溶液加入草酸进行沉淀反应，得到草酸钪沉淀；然后将草酸钪沉淀在1000℃进行煅烧，得到高纯氧化钪；无机的钠溶液可用于硫酸钠的制备。
5)将固体物料进行一粗一精的磁选，磁场强度1.4T，得到钛铁镓精矿和磁选尾矿，钛铁镓精矿可用于金属的回收。
6)将磁选尾矿采用一粗两精两扫浮选工艺进行浮选，捕收剂为油酸，得到高硅高钙渣和浮选尾矿；高硅高钙渣可用于建筑材料的制备。
7)向浮选尾矿中加入氢氧化钠固体和步骤1)中的碱液，直至尾矿溶液的pH为11-12，接着在搅拌条件下浸出4h，然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到废渣和富铝溶液；废渣堆存。
8)向富铝溶液加入晶种进行蒸发结晶，然后将晶体在1000℃下进行煅烧，得到氧化铝。
实施例2
1)将含水量为60％的赤泥通过浓密机和过滤机进行固液分离，直至赤泥渣中的含水量为18-20％，得到赤泥渣和碱液，碱液的pH为9.7。
2)向赤泥渣中加入浓硫酸和焦炭(其中赤泥渣、浓硫酸和焦炭的质量比为1:0.05:0.5)，混合均匀后，置于1000℃的回转窑中进行焙烧20min，得到高温焙烧料；焙烧过程产生的烟气SO2和SO3采用分离出来的碱液进行中和，得到中和废碱液。
3)将高温焙烧料中加入到水中(高温焙烧料与水质量比为1:3)，进行水淬；然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到可溶性盐溶液和固体物料。
4)向可溶性盐溶液中加入萃取剂P204进行正萃取，然后采用硫酸溶液进行反萃取，萃取的无机相为钠溶液，有机相为富钪溶液。向富钪溶液加入草酸进行沉淀反应，得到草酸钪沉淀；然后将草酸钪沉淀在800℃进行煅烧，得到高纯氧化钪；无机的钠溶液可用于硫酸钠的制备。
5)将固体物料进行一粗一精的磁选，磁场强度0.7T，得到钛铁镓精矿和磁选尾矿，钛铁镓精矿可用于金属的回收。
6)将磁选尾矿采用一粗两精两扫浮选工艺进行浮选，捕收剂为油酸，得到高硅高钙渣和浮选尾矿；高硅高钙渣可用于建筑材料的制备。
7)向浮选尾矿中加入氢氧化钠固体和步骤1)中的碱液，直至尾矿溶液的pH为10-12，接着在搅拌条件下浸出6h，然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到废渣和富铝溶液；废渣堆存。
8)向富铝溶液加入晶种进行蒸发结晶，然后将晶体在800℃下进行煅烧，得到氧化铝。
实施例3
1)将含水量为40％的赤泥通过浓密机和过滤机进行固液分离，直至赤泥渣中的含水量为10-12％，得到赤泥渣和碱液，碱液的pH为11.2。
2)向赤泥渣中加入浓硫酸和焦炭(其中赤泥渣、浓硫酸和焦炭的质量比为1:0.5:0.1)，混合均匀后，置于400℃的回转窑中进行焙烧60min，得到高温焙烧料；焙烧过程产生的烟气SO2和SO3采用分离出来的碱液进行中和，得到中和废碱液。
3)将高温焙烧料中加入到废碱液与水的混合溶液中(高温焙烧料与混合溶液的质量比为1:1)，进行水淬；然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到可溶性盐溶液和固体物料。
4)向可溶性盐溶液中加入萃取剂P204进行正萃取，然后采用硫酸溶液进行反萃取，萃取的无机相为钠溶液，有机相为富钪溶液。向富钪溶液加入草酸进行沉淀反应，得到草酸钪沉淀；然后将草酸钪沉淀在1200℃进行煅烧，得到高纯氧化钪；无机的钠溶液可用于硫酸钠的制备。
5)将固体物料进行一粗一精的磁选，磁场强度1.6T，得到钛铁镓精矿和磁选尾矿，钛铁镓精矿可用于金属的回收。
6)将磁选尾矿采用一粗两精两扫浮选工艺进行浮选，捕收剂为油酸，得到高硅高钙渣和浮选尾矿；高硅高钙渣可用于建筑材料的制备。
7)向浮选尾矿中加入氢氧化钠固体和步骤1)中的碱液，直至尾矿溶液的pH为12-13，接着在搅拌条件下浸出2h，然后采用浓密机和过滤机进行固液分离，得到废渣和富铝溶液；废渣堆存。
8)向富铝溶液加入晶种进行蒸发结晶，然后将晶体在1200℃下进行煅烧，得到氧化铝。

Claims (8)

1.一种赤泥的回收方法，包括以下步骤：
1）固液分离：将赤泥进行固液分离，得到赤泥渣和碱液；
2）焙烧：向步骤1）中的赤泥渣中加入浓硫酸和焦炭，混合均匀后，进行焙烧，得到高温焙烧料；
所述焙烧过程会产生SO2和SO3烟气，采用步骤1）中的碱液进行中和；
3）水淬和固液分离：向步骤2）得到的高温焙烧料加入到水中，进行水淬；然后进行固液分离，得到可溶性盐溶液和固体物料；
4）萃取、沉淀和煅烧：将步骤3）中的可溶性盐溶液进行萃取，得到富钪溶液和钠溶液；接着向富钪溶液加入沉淀剂，得到钪盐沉淀；然后将钪盐沉淀进行煅烧，得到高纯氧化钪；
所述萃取先采用萃取剂P204进行正萃取，接着采用浓硫酸进行反萃取，萃取的无机相为钠溶液，有机相为富钪溶液；所述沉淀剂为草酸；
5）磁选：将步骤3）中固体物料进行磁选，得到钛铁镓精矿和磁选尾矿；
6）浮选：将步骤5）中的磁选尾矿进行浮选，得到高硅高钙渣和浮选尾矿；
所述浮选采用一粗两精两扫，浮选的捕收剂为油酸、油酸钠中的一种；
7）搅拌浸出和固液分离：向步骤6）中的浮选尾矿中加入氢氧化钠 和步骤1）中的碱液，进行搅拌浸出；然后进行固液分离，得到废渣和富铝溶液；
8）沉淀和过滤：向步骤7）中的富铝溶液加入晶种，进行蒸发结晶和煅烧后，得氧化铝。
2.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤1）中，固液分离至赤泥渣中的含水量为低于20%。
3.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤2）中，赤泥渣、浓硫酸和焦炭的质量比为1:(0.05-0.5):(0.1-0.5)，焙烧温度为400-1000℃，焙烧时间为20-60min。
4.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤3）中，高温焙烧料与水质量比1:(1-3)。
5.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤4）中，煅烧温度为800-1200℃。
6.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤5）中，磁选采用一粗一精，磁场强度为0.7-1.6T。
7.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤7）中，向浮选尾矿中加入氢氧化钠 和碱液至尾矿溶液的pH大于10.8，搅拌浸出时间为2-6h。
8.根据权利要求1所述的赤泥的回收方法，其特征在于，所述步骤8）中，煅烧温度为800-1200℃。
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