CN109487078A - 一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法 - Google Patents

一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，属于工业冶金废渣资源化利用技术领域。本发明将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合并压制成型后在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物；将烧结产物研磨后置于碱性溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收。本发明同步实现了高铁赤泥中铁的还原，铝、钠的转化以及废旧阴极中碳质成分的有效利用、有害物质氟化物的挥发和氰化物的分解，使得高铁赤泥和废旧阴极得到高效利用及无害化处理。

Description

一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法
技术领域
本发明属于工业冶金废渣资源化利用技术领域，尤其涉及一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法。
背景技术
废旧阴极(SpentPot-lining,SPL)和高铁赤泥是(RedMud,RM)铝行业产生中最为重要的两大类固体废物，废旧阴极是由铝冶炼电解槽碳素阴极失效而产生，富含约70wt％的碳质成分、少量的氟及微量的氰，属于具有再利用价值的危险性废渣；高铁赤泥是铝土矿拜耳法工艺提炼氧化铝后的高碱性残渣(pH为10～12.5)，主要成分为10～70wt％Fe2O3、8～50wt％Al2O3、3～15wt％Na2O、5～20wt％SiO2及10～25wt％CaCO3，是典型的可利用二次资源；但由于这两类废渣具有潜在的环境污染危害性及成分的复杂性，其高效清洁利用的研究在工业应用中存在诸多难题。
每生产1t原铝约产生废旧阴极20～30kg，根据世界铝业协会和中国国家统计局发布的原铝产量统计数据测试，近10年全球废旧阴极排放量约1191万吨，我国在此期间废旧阴极排放量高到503万吨，占全球排放量的42％；当前废旧阴极的处理方法主要分为火法、湿法及物理分选工艺。火法工艺主要的原理是高温分解氰并固定氟，消除或降低废渣的危害，在此基础上回收利用有价成分；湿法工艺是采用提取试剂与废旧阴极作用，分离氟、氰与碳质成分，加热处理回收氟、钠、碳等有价成分；物理工艺是根据物质物理性质的差异，分离废旧阴极的碳与其它物质，并对浮选废水加入漂白粉进行处理，以CaF2沉淀可溶F，同时分解氰化物，达到国家允许的排放标准。但无论是火法工艺，湿法工艺，还是物理分选，目前国内外对废旧阴极资源化利用的技术思路，几乎都是针对其有效成分“先回收再利用”。上述处理工艺需要进行分离或提纯，流程长、过程复杂，投资大，且处理过程中会伴随HF、HCN的析出，易造成设备严重腐蚀和操作环境的严重污染。
每生产1吨氧化铝大约产生0.6～2.5吨的赤泥，近10年全球赤泥排放量约11亿吨，我国同期排放量3亿吨，截至2015年全世界赤泥累积预测约40亿吨，我国累计堆存量约4亿吨，随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量还将不断增加，全球赤泥综合利用率约为15％，而我国仅为5％。目前绝大多数赤泥都是未经处理直接排放储存在尾矿库内，我国《危险废物鉴别标准》GB5085-2007将赤泥定为一般性固体废物，属于强碱废渣，是一种严重的碱性污染源，如果将赤泥大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。另一方面，赤泥因富含铝、铁、钠、钙、硅、钛及稀有元素，被视为多金属矿或合成矿，开展赤泥的综合利用的研究，不仅是铝行业持续健康发展的必然趋势，也是对生态环境的保护之举，意义重大。
目前，赤泥的综合利用处理主要分为三类：一是将赤泥作为矿物原料，整体利用；二是提取其中有价金属；三是应用于环保领域，其中回收有价金属是研究热点。氧化铁是赤泥的主要成分之一，铁的提取技术是赤泥有价成分回收利用的研究热点，主要的工艺分为物理分选富铁技术及冶金提取工艺。
(1)物理分选富铁技术
物理分选富铁技术是基于赤泥中的铁主要以Fe2O3形式存在，为弱磁选铁矿物，可通过高磁场强度磁选机实现赤铁矿和杂质的分离。总体而言，因Fe2O3磁选较弱，物理分选效率低下，铁的回收率不到30％。
(2)冶金提取工艺
冶金工艺从赤泥中回收铁的方法分为湿法和火法。湿法有酸浸出和生物浸出，酸浸出主要缺点是浸出溶液需净化提纯而且极易造成二次污染，生物浸出则要求较为苛刻的工艺条件。火法工艺通常通过适当高温处理后，改变赤泥物相，使其转化成易于回收的矿物。就赤泥中常规金属铁成分而言，以火法还原工艺的研究最为广泛。因赤泥中Fe2O3为弱磁选铁矿物，物理分选效率低下，根据铁矿物性质，还原气氛中Fe2O3可在一定的温度范围(800～1075℃)转化为磁性更强的Fe3O4或金属铁后通过磁性回收。而碳质矿物诸如无烟煤，焦炭等被众多还原工艺优先采用作为还原剂。
针对赤泥中铁的提取，广泛采用碳质矿物作为还原剂通过高温处理后回收，文献(《废旧阴极炭粉高温还原高铁赤泥试验》，路坊海，《轻金属》2015年第1期，第9-11，44页)中公开了一种以氧化铝厂的高铁赤泥为原料，以其电解铝厂的废旧阴极炭粉作为固体还原剂，将两者按一定比例混合制团后在高温条件下进行还原焙烧，继而磁选出铁精矿粉的工艺，但这种工艺只注重对于赤泥中铁的高效回收，而未考虑赤泥中有价成分铝、钠的回收利用及废旧阴极中有害组分氟及氰的变化，无法实现赤泥和废旧阴极的高效资源化利用及无害化处理。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，同步实现高铁赤泥中铁的还原，铝、钠的转化以及废旧阴极中碳质成分的有效利用、有害物质氟化物的挥发和氰化物的分解，实现高铁赤泥和废旧阴极的高效利用及无害化处理。
本发明为了实现上述目的，提供了一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，包括以下步骤：
将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合后压制成型，得到混合样品；
将所述混合样品在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物；
将所述烧结产物研磨后置于碱性溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收。
优选地，所述碳酸钠与高铁赤泥中(Al2O3+Fe2O3)的摩尔比为0.9～1.2：1。
优选地，所述氧化钙与高铁赤泥中SiO2的摩尔比为1.9～2.3：1。
优选地，所述废旧阴极中碳元素与高铁赤泥中氧化铁的氧元素的摩尔比为1～4：1。
优选地，所述无氧条件在氮气氛围中进行。
优选地，所述烧结的温度为800～1000℃，所述烧结的时间为110～150min。
优选地，所述碱性溶液包括碳酸钠溶液和/或氢氧化钠溶液。
优选地，所述浸出的温度为40～80℃，所述浸出的时间为30～60min。
优选地，所述浸出过程中液固比为4～10：1。
优选地，所述磁选过程中磁场强度为130～150mT。
本发明提供了一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，基于废旧阴极富含碳质成分的特点，以废旧阴极和高铁赤泥为原料，采用还原性烧结-浸出分离-磁选协同处理高铁赤泥和废旧阴极，同步实现了废旧阴极所含碳质成分的利用及高铁赤泥中有价成分铁、铝及钠的回收，相较于废旧阴极综合利用的常规工艺，省去了对废旧阴极有价成分“先回收再利用”处理工序，实现了资源的短流程高效利用。
本发明在混合样品中添加氧化钙能够在烧结过程中置换出高铁赤泥中的SiO2生成2CaO·SiO2，释放出与SiO2结合的Na2O和Al2O3，释放出来的Al2O3进一步和碳酸钠发生反应生成Na2O·Al2O3，Na2O·Al2O3溶于碱性溶液后经浸出固液分离得到富含铝、钠的浸出溶液，实现铝和钠的回收。同时高铁赤泥中的氧化铁在烧结过程中被废旧阴极中的固定碳还原成磁性较强金属铁和铁矿物，不溶于碱性溶液的金属铁和铁矿物经浸出固液分离得到浸出渣，通过磁选进行分离回收，同步实现了高铁赤泥中铁与铝、钠的高效分离和回收利用。实验表明烧结过程中高铁赤泥中铝、钠转化率达到90～100％，铁的还原率为60～80％，浸出后铝回收率达到80～90％，钠回收率达到90～95％，磁选后铁回收率达到60～80％。
同时，本发明在无氧条件下进行烧结还能够分解废旧阴极中有害组分氟化物及氰化物，利用氧化钙吸附分解出来的HF生成CaF2，消除了废旧阴极对环境的污染，实现了废旧阴极的的无害化处理。实验结果表明，废旧阴极中氟化物分解挥发的HF 40～60％被氧化钙固定吸附，氰化物完全分解成无毒成分。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例1中高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，包括以下步骤：
将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合后压制成型，得到混合样品；
将所述混合样品在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物；
将所述烧结产物研磨后于碱性溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收。
本发明将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合后压制成型，得到混合样品。
在本发明中，所述高铁赤泥的粒径优选为小于150μm，更优选为小于100μm，所述高铁赤泥的平均粒度优选为2～10μm，更优选为4～6μm。在本发明中，所述高铁赤泥的组成优选包括：30～70wt％Fe2O3、10～30wt％Al2O3、3～12wt％Na2O、10～25wt％CaCO3和0～15wt％SiO2和其余非必要组分。本发明提供的高铁赤泥中Fe2O3、Al2O3和Na2O含量越高，其协同处理资源化利用工艺的经济价值越高。
在本发明中，所述废旧阴极的粒径优选为小于150μm，更优选为小于100μm，所述废旧阴极的平均粒度优选为5～12μm，更优选为8～10μm。在本发明中，所述废旧阴极的组成优选包括40～80wt％固定碳、F 0～3wt％、TCN含量为0.1～1wt％的氰化物和其他非必要组分，所述废旧阴极中TCN含量优选为300～750mg/kg(TCN表示废旧阴极中所有氰的含量)。在本发明中，所述废旧阴极中碳元素与高铁赤泥中氧化铁的氧元素的摩尔比优选为1～4：1，更优选为4：1，或者换算成质量比，所述废旧阴极的质量优选为高铁赤泥质量的10％～20％。在本发明中，m(C/O)摩尔比理论上应该是1个O与1个C作用，实验表明在4倍理论值时，高铁赤泥中铁的还原效率最佳，因此为了保证铁的高效还原率，需过量碳的含量，优选为m(C/O)摩尔比＝4：1。
在本发明中，所述氧化钙与高铁赤泥中SiO2的摩尔比优选为1.9～2.3：1，更优选为2.0～2.1：1，本发明添加的氧化钙能够置换出高铁赤泥中与Na2O和Al2O3结合的SiO2，释放出的SiO2与氧化钙反应生成2CaO·SiO2，同时氧化钙还能够吸附废旧阴极在烧结过程中分解产生的HF生成CaF2，固化和降低有毒、有害气体的挥发。
在本发明中，所述碳酸钠与高铁赤泥中(Al2O3+Fe2O3)的摩尔比优选为0.9～1.2：1，更优选为1：1。本发明添加碳酸钠能够与高铁赤泥中释放出的Al2O3反应生成可溶于水的Na2O·Al2O3，进而通过浸出实现高铁赤泥中的铝和钠和铁的分离及回收。
本发明对所述高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠的混合顺序没有特殊的限定，采用任意方式混合即可。本发明对所述混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如搅拌。
本发明优选在混合前对高铁赤泥和废旧阴极分别进行干燥，所述干燥的温度独立地优选为75～105℃，更独立地优选为80～90℃；所述干燥的时间独立地优选为12～24h，更独立地优选为16～20h。本发明在混合前进行干燥处理能够避免原料中携带的微量水分对烧结过程产生的不良影响，减少热量消耗，缩短烧结时间。
本发明对所述压制成型的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的压制成型方式即可。在本发明中，所述压制成型优选在制样机或造球机中进行。本发明在混合后进行压制成型能够将原料制成统一大小的圆柱型或球形，便于烧结过程中混合样品受热的均匀性。在本发明中，所述压制成型后的混合样品优选为圆柱型或球形，所述圆柱形尺寸优选为φ1cm×2cm，球形尺寸优选为直径10mm～20mm。
得到混合样品后，本发明将所述混合样品在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物。
在本发明中，所述无氧条件优选在氮气氛围中进行，所述氮气的压力优选为0.01～0.04MPa，更优选为0.02～0.03MPa，所述氮气流量优选为0.5～1.2L/min，更优选为1.0L/min。
在本发明中，所述烧结的温度优选为800～1000℃，更优选为900～950℃，所述烧结的时间优选为110～150min，更优选为120～140min。在本发明中，所述烧结用装置优选为高温管式炉。在本发明中，烧结过程能够在高温条件下实现高铁赤泥中铁元素的还原和铝、钠的转化，还能够实现废旧阴极中有害物质氟化物的挥发和氰化物的分解。在本发明中，烧结温度和时间的选择则直接影响到铁还原效率和铝钠形成Na2O·Al2O3的效率，进而影响浸出时铁和铝、钠的分离效率，同样也影响无害化处理效率——废旧阴极氟化物及氰化物的分解。
得到烧结产物后，本发明将所述烧结产物研磨后置于碱性溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收。
在本发明中，所述碱性溶液优选包括碳酸钠溶液和/或氢氧化钠溶液，更优选为碳酸钠溶液。本发明选择碱性溶液作为浸出液能够将不溶于液相的铁矿物沉积于浸出渣中，而溶于液相的Na2O·Al2O3则形成浸出溶液，实现了铁与铝、钠的高效分离。在本发明中，所述碳酸钠溶液的浓度优选为15～30g/L，更优选为20～25g/L，碳酸钠溶液的浓度影响着分离效率，低于上述浓度，铝、钠浸出效率低，高于上述浓度，浸出的铝钠会产生二次反应沉淀进入浸出渣中。
在本发明中，所述研磨后烧结产物的粒径优选为小于150μm，更优选为小于100μm。
在本发明中，所述浸出的温度优选为40～80℃，更优选为50～60℃，所述浸出的时间优选为30～60min，更优选为40～50min。在本发明中，所述浸出过程中液固比优选为4～10：1，更优选为6～8:1，所述液固比指的是碱性溶液与烧结产物的比值。本发明对于浸出的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的浸出方式即可。本发明优选在搅拌条件下进行浸出，所述搅拌的速率优选为250～350r/min，更优选为280～300r/min。
本发明采用碱性溶液浸出烧结产物，铝钠直接进入浸出溶液实现回收，铝回收率达到80～90％，钠的回收率达到90～95％。
铝和钠进入碱性溶液后，可直接将溶液加入氧化铝拜耳法流程内，实现铝钠的回收。本发明对于拜耳法的具体工艺没有特殊限定。
本发明采用磁选回收浸出渣中的铁，在本发明中，所述磁选过程中磁场强度优选为130～150mT，更优选为140mT。本发明对于磁选过程的具体操作过程没有特殊限定，采用本领域常规的磁选工艺即可。在本发明中，所述磁选优选在湿法磁选机或立环脉动高梯度磁选机中进行。本发明中的浸出渣在磁场的作用下能够分离得到铁精矿，实现铁的回收利用。在本发明中，磁选结束后产生的尾渣为高钙高硅低碱残渣，可以用于水泥等建材生产。
本发明优选在磁选前对浸出渣进行干燥，本发明对于所述干燥的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥方式即可。
图1为本发明实施例1中高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用工艺流程图，本发明将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合后压制成型，然后在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物；将烧结产物研磨后于碳酸钠溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，利用拜耳法提取铝和钠；含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收铁精矿，磁选回收后的尾渣可再利用。
下面结合实施例对本发明提供的高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中使用的电解槽废旧阴极取至国内贵州某电解铝厂，主要成分为：C81.96wt％，Na2O 6.95wt％，Al2O32.28wt％，F 2.28wt％，S 0.31％和其他非必要组分；其中，TCN 487mg/kg，固定碳含量73.79wt％；
本发明实施例中高铁赤泥样品取自国内广西某氧化铝厂，主要成分为：Al2O317.22wt％，Fe2O335.05wt％，Na2O 6.79wt％，F 0.12wt％，SiO25.2％和S 0.22％和其他组分。
实施例1
1)将废旧阴极和高铁赤泥样品分别在105℃下烘干，其中，废旧阴极粒径小于150μm，平均粒度为8.66μm；高铁赤泥样品粒径小于150μm，平均粒度为4.868μm。
2)将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合，其中，废旧阴极的添加量为高铁赤泥质量的20％，Na2CO3与Al2O3+Fe2O3的摩尔比为1.0，CaO与SiO2的摩尔比为1.9，混合后压制成圆柱型混合样品，均匀放置于平底方形氧化铝坩埚中。
3)将装载混合样品的氧化铝坩埚置于管式炉加热管中，对加热管抽真空度至-0.1Mpa，通入氮气使炉内压力达到0.02～0.04Mpa之间，氮气流量调节至1.0L/min，适度打开排气阀，维持炉内压力不低于0.01Mpa，开始加热，控制烧结温度为950℃，烧结时间为120min，烧结完成后，继续通氮气至炉温降低到室温取出烧结产物。
4)将烧结产物研磨至粒径小于150μm，取30g熟料，在搅拌过程中控制浸出条件：Na2CO3溶液30g/L，浸出温度50℃，浸出时间30min，液固比8，含铁矿物进入浸出渣，铝和钠进入Na2CO3溶液得以回收。
对浸出溶液中的铝、钠含量进行检测分析可知，铝、钠浸出效率分别达到87.41％和92.51％，同时烧结产物中氟的固化率50.23％，硫的还原率为73.61％，氰氢根检测不到。所述浸出渣质量为18.24g，所得浸出渣TFe2O3含量为39.89％。
5)取10g干燥冷却后的浸出渣，置于烧杯中润湿后通过给料斗慢慢倒入玻璃管中，在磁场强度为140mT的条件下进行磁场回收，铁精矿产出率达到30.83％，铁精矿中TFe含量为59.09％，折合TFe2O384.41％，铁的回收率为65.25％。
实施例2
1)将废旧阴极和高铁赤泥样品分别在75℃下烘干，其中，废旧阴极粒径小于150μm，平均粒度为8.23μm；高铁赤泥样品粒径小于150μm，平均粒度为4.54μm。
2)将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合，其中，废旧阴极的添加量为高铁赤泥质量的16％，Na2CO3与Al2O3+Fe2O3的摩尔比为1.1，CaO与SiO2的摩尔比为2.0，混合后压制成球型(直径10～20cm)混合样品，均匀放置于平底方形氧化铝坩埚中。
3)将装载混合样品的氧化铝坩埚置于管式炉加热管中，对加热管抽真空度至-0.1Mpa，通入氮气使炉内压力达到0.02～0.04Mpa之间，氮气流量调节至0.8L/min，适度打开排气阀，维持炉内压力不低于0.02Mpa，开始加热，控制烧结温度为1000℃，烧结时间为110min，烧结完成后，继续通氮气至炉温降低到室温取出烧结产物。
4)将烧结产物研磨至粒径小于150μm，取30g熟料，在搅拌过程中控制浸出条件：Na2CO3溶液30g/L，浸出温度80℃，浸出时间60min，液固比6，含铁矿物进入浸出渣，铝和钠进入Na2CO3溶液得以回收。
对浸出溶液中的铝、钠含量进行检测分析可知，铝、钠浸出效率分别为83.12％和91.86％，同时烧结产物中氟的固化率为47.12％，硫的还原率为71.53％，氰氢根检测不到。所述浸出渣质量为18.63g，所得浸出渣TFe2O3含量为38.56％。
5)取10g干燥冷却后的浸出渣，置于烧杯中润湿后通过给料斗慢慢倒入玻璃管中，在磁场强度为150mT的条件下进行磁场回收：铁精矿产出率为33.87％，铁精矿TFe含量为58.63％，折合TFe2O383.75％，铁的回收率为64.88％。
实施例3
1)将废旧阴极和高铁赤泥样品分别在90℃下烘干，其中，废旧阴极粒径小于150μm，平均粒度为10.43μm；高铁赤泥样品粒径小于150μm，平均粒度为6.58μm。
2)将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合，其中，废旧阴极的添加量为高铁赤泥质量的17.5％，Na2CO3与Al2O3+Fe2O3的摩尔比为0.9，CaO与SiO2的摩尔比为2.1，混合后压制成球型(直径10～20cm)混合样品，均匀放置于平底方形氧化铝坩埚中。
3)将装载混合样品的氧化铝坩埚置于管式炉加热管中，对加热管抽真空度至-0.1Mpa，通入氮气使炉内压力达到0.01～0.04Mpa之间，氮气流量调节至0.5L/min，适度打开排气阀，维持炉内压力不低于0.01Mpa，开始加热，控制烧结温度为800℃，烧结时间为140min，烧结完成后，继续通氮气至炉温降低到室温取出烧结产物。
4)将烧结产物研磨至粒径小于150μm，取30g熟料，在搅拌过程中控制浸出条件：NaOH溶液15g/L，浸出温度40℃，浸出时间45min，液固比4，含含铁矿物进入浸出渣，铝和钠进入NaOH溶液得以回收。
对浸出溶液中的铝、钠含量进行检测分析可知，铝、钠浸出效率分别为85.38％和92.06％，同时烧结产物中氟的固化率48.42％，硫的还原率为70.53％，氰氢根检测不到。所述浸出渣质量为18.82g，所得浸出渣TFe2O3含量为38.67％。
5)取10g干燥冷却后的浸出渣，置于烧杯中润湿后通过给料斗慢慢倒入下玻璃管中在磁场强度为130mT的条件下进行磁场回收：铁精矿产出率为32.53％，铁精矿TFe含量为59.29％，折合TFe2O384.58％，铁的回收率为65.63％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高铁赤泥与废旧阴极协同处理资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高铁赤泥、废旧阴极、氧化钙和碳酸钠混合后压制成型，得到混合样品；
将所述混合样品在无氧条件下进行烧结，得到烧结产物；
将所述烧结产物研磨后置于碱性溶液中浸出，铝和钠进入碱性溶液得以回收，含铁矿物进入浸出渣进行磁选回收。
2.根据权利要求1所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述碳酸钠与高铁赤泥中(Al2O3+Fe2O3)的摩尔比为0.9～1.2：1。
3.根据权利要求1或2所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述氧化钙与高铁赤泥中SiO2的摩尔比为1.9～2.3：1。
4.根据权利要求1或2所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述废旧阴极中碳元素与高铁赤泥中氧化铁中氧元素的摩尔比为1～4：1。
5.根据权利要求1中所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述无氧条件在氮气氛围中进行。
6.根据权利要求1或5所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述烧结的温度为800～1000℃，所述烧结的时间为110～150min。
7.根据权利要求1中所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述碱性溶液包括碳酸钠溶液和/或氢氧化钠溶液。
8.根据权利要求1中所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述浸出的温度为40～80℃，所述浸出的时间为30～60min。
9.根据权利要求1或8所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述浸出过程中液固比为4～10：1。
10.根据权利要求1所述的协同处理资源化利用方法，其特征在于，所述磁选过程中磁场强度为130～150mT。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148802A (zh) * 2019-05-17 2019-08-20 清华大学 一种采用赤泥分离废弃锂电池正极材料和铝箔的方法
CN112430742A (zh) * 2020-10-16 2021-03-02 彭思尧 一种低成本氧化铝赤泥资源化利用的工艺方法及其应用
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
CN112877489A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 广东工业大学 一种利用阴极炭回收赤泥铁的方法
CN113444875A (zh) * 2021-06-28 2021-09-28 贵州理工学院 一种硫化锑精矿与铝工业废渣协同处理资源化利用的方法
CN113788487A (zh) * 2021-09-24 2021-12-14 内蒙古茂燊科技有限公司 一种自热式胚料烧结胚体制备方法及制备系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989513A (en) * 1972-06-06 1976-11-02 Magyar Aluminiumipari Troszt Method for the treatment of red mud
CN101413054A (zh) * 2008-12-09 2009-04-22 中南大学 一种高铁含铝物料的综合利用技术
CN101624654A (zh) * 2009-04-17 2010-01-13 华中科技大学 一种拜耳法赤泥粒径分级预处理铁铝回收方法
CN105483383A (zh) * 2015-12-03 2016-04-13 遵义能矿投资股份有限公司 一种拜耳法赤泥粉末回收铝、铁、钪的工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989513A (en) * 1972-06-06 1976-11-02 Magyar Aluminiumipari Troszt Method for the treatment of red mud
CN101413054A (zh) * 2008-12-09 2009-04-22 中南大学 一种高铁含铝物料的综合利用技术
CN101624654A (zh) * 2009-04-17 2010-01-13 华中科技大学 一种拜耳法赤泥粒径分级预处理铁铝回收方法
CN105483383A (zh) * 2015-12-03 2016-04-13 遵义能矿投资股份有限公司 一种拜耳法赤泥粉末回收铝、铁、钪的工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
路坊海: "废旧阴极炭粉高温还原高铁赤泥试验", 《轻金属》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148802A (zh) * 2019-05-17 2019-08-20 清华大学 一种采用赤泥分离废弃锂电池正极材料和铝箔的方法
CN112430742A (zh) * 2020-10-16 2021-03-02 彭思尧 一种低成本氧化铝赤泥资源化利用的工艺方法及其应用
CN112430742B (zh) * 2020-10-16 2023-12-01 彭思尧 一种低成本氧化铝赤泥资源化利用的工艺方法及其应用
CN112877489A (zh) * 2021-01-12 2021-06-01 广东工业大学 一种利用阴极炭回收赤泥铁的方法
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
CN113444875A (zh) * 2021-06-28 2021-09-28 贵州理工学院 一种硫化锑精矿与铝工业废渣协同处理资源化利用的方法
CN113444875B (zh) * 2021-06-28 2022-11-29 贵州理工学院 一种硫化锑精矿与铝工业废渣协同处理资源化利用的方法
CN113788487A (zh) * 2021-09-24 2021-12-14 内蒙古茂燊科技有限公司 一种自热式胚料烧结胚体制备方法及制备系统

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