CN113122720B - 一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将赤泥与硫酸铵和水混合，得到混合物料；(2)将所述混合物料依次进行第一段焙烧和第二段焙烧，得到焙烧料；(3)将所述焙烧料与浸出溶剂混合，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液。所述方法将赤泥、硫酸铵混合后进行两段焙烧，使赤泥中的铝硅酸盐、锐钛矿、钙钛矿、赤铁矿等矿物完全分解，再通过浸出实现赤泥中铝、铁、钛及钠的同步提取；所述方法低能耗、无污染、工艺简单、过程易于控制，经济效益好。

Description

一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法
技术领域
本发明属于固废综合利用技术领域，涉及一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，因含有大量的氧化铁而呈红色，故称为赤泥。因矿石品位、生产工艺和技术水平的差异，每生产1吨氧化铝要排放1.0～1.5吨赤泥。据统计，全球累计堆存的赤泥量超过40亿吨，每年新产生的赤泥量达1.2亿吨。我国为氧化铝工业大国，每年排放的赤泥量为7000～9000万吨。由于技术条件的限制，赤泥的主要处置方式为筑坝堆存。然而，堆存处置不仅占用大量的土地资源，同时会造成水、大气及土壤的污染，对人类和动植物的生存造成负面影响，导致局部生态环境恶化。因此，对赤泥进行无害化处置，最大限度的减弱赤泥的危害，实现赤泥的多渠道大宗消纳已迫在眉睫。
赤泥的主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、Na2O和K2O，并含有少量的稀散、稀土元素，为实现赤泥的资源化利用，国内外学者进行了长期深入的研究，主要包括从赤泥中提取有价金属、利用赤泥生产建筑材料、利用赤泥制备催化材料、水处理吸附材料、废气吸附材料等。其中，从赤泥中回收有价金属如铁、铝、钠、钛、镓、钪及其他稀土元素有利于赤泥的资源化利用，具有较好的社会效益和经济效益。
目前，从赤泥中综合回收有价金属的方法主要有以下几类：(1)直接磁选法，利用赤泥中矿物的可选性差别，通过磁选法将其分离，得到适用于生产的精矿产品，例如Li等(Li Y,Wang J,Wang X,Wang B,Luan Z.Physica C:Superconductivity,2011,471(3-4):91-96)通过高梯度湿法磁选可将磁性矿物中铁的含量提高到45.46％；(2)还原焙烧-磁选法，CN103290206A公开了将赤泥配烧结剂和还原剂烧成铝酸钠和磁性铁，用磁选法将铁和铝分离后，再将非磁性部分铝酸钠溶出提取氧化铝，或者先将熟料溶出，溶出氧化铝后，再从溶出渣中磁选回收铁(还原烧结高铁含铝物料综合提取铝和铁[D].中南大学，2009)。(3)熔渣法，将赤泥、添加剂、煤质还原剂按一定比例混合均匀加入熔炼设备中进行还原、熔炼或烧结，从而得到适于提取氧化铝的铝酸钙炉渣，并从中得到生铁或硅铁合金，CN102816880A。(4)酸法，赤泥在酸中进行浸出反应，使铝溶于酸中，经过除去钛渣、钙渣后得到含铝的盐溶液，最后分离获得铝，例如文献(王克勤,王浩,李生虎.有色金属(冶炼部分),2012,7:16～18)所述技术，该方法能够获得较高的铝提取率。(5)碱法，CN102757060公开了一种水热钙化回收赤泥中碱，碳化回收钙化渣中铝的技术，最终尾渣可作为生产水泥的原料。
上述几种从赤泥中回收有价金属的方法在实验室研究均取得了不错的实验结果，但是存在各自不同的问题。如熔渣法和还原焙烧法存在反应温度高和还原剂消耗量大问题，而且后续选出的铁产品无法满足炼钢要求。酸法存在酸耗高、设备投资大、步骤复杂、酸介质难以循环利用等问题，导致其很难单独应用在工业生产中。碱法工艺无法回收赤泥中的钛和铁。
综述所述，上述几种方法均存在各自的缺点，如能耗高、工艺复杂、提取率低及经济性差等问题。而且，现有工艺仅提取了赤泥中部分有价金属，及经济性较差。因此亟待开发一种能耗低、成本低、综合利用率高的提取方法，以实现赤泥的资源化、无害化、减量化处置。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法将赤泥、硫酸铵混合后进行两段焙烧，使赤泥中的铝硅酸盐、锐钛矿、钙钛矿、赤铁矿等矿物完全分解，再通过浸出实现赤泥中铝、铁、钛及钠的同步提取；所述方法低能耗、无污染、工艺简单、过程易于控制，经济效益好。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将赤泥与硫酸铵和水混合，得到混合物料；
(2)将所述混合物料依次进行第一段焙烧和第二段焙烧，得到焙烧料；
(3)将所述焙烧料与浸出溶剂混合，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液。
本发明所用赤泥中有价元素主要为铝、钛、铁、钠。其中，赤泥中的铝主要存在于钙霞石和方钠石矿物中，钛主要以锐钛矿和钙钛矿的形式存在，铁主要以赤铁矿、针铁矿的形式存在，钠部分以游离碱的形式存在，另一部分以铝硅酸钠的形式存在。本发明采用硫酸铵焙烧-浸出工艺同步提取赤泥中的有价金属，首先通过硫酸铵焙烧分解赤泥中的铝硅酸盐、锐钛矿、钙钛矿及赤铁矿等矿物，使赤泥中的铝、钛、铁、钠等有价元素转化为可溶性硫酸盐，然后通过水浸提取；通过采用上述方法，可同步提取赤泥中的铝、钛、铁、钠等有价元素的提取，并实现赤泥的无害化、资源化及减量化处置。
本发明中，所用的赤泥Al2O3的品位在20wt％以上，例如20wt％、22wt％、24wt％、26wt％或28wt％等；Fe2O3的含量为9～35wt％，例如9wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％或35wt％等；TiO2的含量为5～25wt％，例如5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或25wt％等；Na2O的含量为6～9wt％，例如6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述赤泥为赤泥粉末。
优选地，所述赤泥的粒径为80～400目，如80目、100目、150目、200目、250目、300目、350目或400目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为300～400目。
本发明中，所述赤泥粉末通过将赤泥干燥并球磨得到。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述赤泥与硫酸铵的质量比为1～10:1，如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2～6:1。
优选地，步骤(1)所述水的加入量为赤泥质量的2～20％，如2％、5％、8％、10％、13％、15％、17％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5～10％。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第一段焙烧的温度为200～350℃，如250℃、270℃、290℃、310℃、330℃或350℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为290～320℃。
优选地，步骤(2)所述第一段焙烧的时间为30～180min，如30min、60min、90min、120min或180min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60～120min。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二段焙烧的温度为380～550℃，如380℃、425℃、450℃、475℃、500℃、525℃或550℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为400～450℃。
优选地，步骤(2)所述第二段焙烧的时间为30～180min，如30min、60min、90min、120min或180min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60～120min。
作为本发明优选的技术方案，使用第一吸收剂对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到第一吸收液。
优选地，所述第一吸收剂包括水。
优选地，所述第一吸收液中氨或铵根离子的浓度不高于25wt％。
作为本发明优选的技术方案，使用第二吸收剂对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到第二吸收液。
优选地，所述第二吸收剂包括稀硫酸。
优选地，所述第二吸收液中硫酸铵的浓度达到饱和。
优选地，所述稀硫酸的浓度为5～30％，例如可以为5％、7％、9％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％或30％。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10～20％。
优选地，所述第二吸收液返回步骤(1)循环使用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述浸出溶剂包括水。
优选地，步骤(3)所述浸出的时间为20～150min，如20min、30min、40min、60min、80min、100min、130min或150min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60～120min。
优选地，步骤(3)所述浸出的温度为40～120℃，如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60～70℃。
优选地，步骤(3)所述浸出溶剂与所述焙烧料的液固比为1～15mL/g，如1mL/g、2mL/g、3mL/g、4mL/g、5mL/g、6mL/g、7mL/g、8mL/g、9mL/g、10mL/g、11mL/g、12mL/g、13mL/g、14mL/g或15mL/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2～3mL/g。
步骤(3)所述浸出时加入添加剂。
优选地，所述添加剂为铁粉、铁屑或硫代硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：铁粉和铁屑的组合、铁屑和硫代硫酸盐的组合、硫代硫酸盐和铁粉的组合或铁粉、铁屑和硫代硫酸盐的组合等。
优选地，所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸铵、硫代硫酸钠或硫代硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硫代硫酸铵、硫代硫酸钠的组合、硫代硫酸钠和硫代硫酸钾的组合、硫代硫酸钾和硫代硫酸铵的组合或硫代硫酸铵、硫代硫酸钠和硫代硫酸钾的组合等。
优选地，步骤(3)所述添加剂为焙烧料质量的1～15％，如1％、3％、5％、7％、9％、11％、13％、或15％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为4～8％。
本发明中，焙烧熟料水浸时，铁主要以Fe3+的形式进入溶液，溶液中同时存在大量的NH4+和SO4 2-，Fe3+在浸出条件下会与NH4+和SO4 2-结合，形成铁矾沉淀，造成铁的浸出率降低。钛主要以Ti4+的形式进入溶液，Ti4+在加热条件下易于水解，形成偏钛酸进入渣中。本发明在焙烧熟料浸出过程加入一定量的添加剂I，添加剂I可将Fe3+和Ti4+转化为低价离子，从而抑制Fe3+和Ti4+的沉淀，提高铁、钛的浸出率。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明采用硫酸铵焙烧破坏赤泥的矿物结构，将赤泥中的有价金属元素转化为可溶性硫酸盐，再通过水浸实现赤泥中铝、钛、铁、钠的同步提取；
(2)本发明分别采用水吸收两段焙烧产生的尾气，得到氨水和硫酸铵产品，实现了硫酸铵介质的循环；
(3)本发明在水浸过程加入添加剂I，显著提高了赤泥中铁和钛的浸出率；
(4)本发明所述方法操作简单，铝、钛、铁、钠等有价金属的提取率高，环境友好，设备要求低，能耗与成本低，经济效益好。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠方法的工艺流程图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径200目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为4:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧120min，再于450℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及铁粉混合，在65℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为2mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出率：铝的浸出率为95.38％，钛的浸出率为98.42％，铁的浸出率为97.61％，钠的浸出率为96.94％。
实施例2
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径200目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为4:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧60min，再于550℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及铁屑混合，在65℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为2mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为96.47％，钛的浸出率为97.88％，铁的浸出率为35.24％，钠的浸出率为95.62％。
实施例3
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径300目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为2.5:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧60min，再于425℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸钾混合，在65℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为2mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为90.27％，钛的浸出率为79.26％，铁的浸出率为25.33％，钠的浸出率为90.13％。
实施例4
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径300目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为4:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧60min，再于425℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸钠混合，在95℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为2mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为94.38％，钛的浸出率为12.17％，铁的浸出率为95.45％，钠的浸出率为94.09％。
实施例5
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径300目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为4:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧60min，再于425℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸铵混合，在65℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为8mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为96.49％，钛的浸出率为11.69％，铁的浸出率为94.58％，钠的浸出率为96.14％。
实施例6
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径300目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为4:1，所述水的加入量为赤泥质量的10％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在300℃下进行第一段焙烧60min，再于425℃下进行第二段焙烧120min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸钠混合，在65℃下浸出120min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为2mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的5％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为95.50％，钛的浸出率为41.47％，铁的浸出率为90.25％，钠的浸出率为97.33％。
实施例7
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径80目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为1:1，所述水的加入量为赤泥质量的20％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在200℃下进行第一段焙烧180min，再于380℃下进行第二段焙烧180min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸钠混合，在40℃下浸出150min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为1mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的1％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为84.37％，钛的浸出率为38.86％，铁的浸出率为74.72％，钠的浸出率为66.71％。
实施例8
本实施例提供一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径400目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为10:1，所述水的加入量为赤泥质量的2％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在350℃下进行第一段焙烧30min，再于550℃下进行第二段焙烧30min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到氨水，吸收至所述氨水中氨的至25wt％为止；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到硫酸铵溶液，吸收至所述硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度达到饱和为止，所述硫酸铵溶液经浓缩、结晶得到硫酸铵晶体；
(3)将所述焙烧料与水以及硫代硫酸钠混合，在100℃下浸出20min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为15mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的15％。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为91.22％，钛的浸出率为4.96％，铁的浸出率为19.91％，钠的浸出率为65.89％。
对比例1
本对比例除了步骤(2)不进行第一段焙烧外，其他条件均与实施例1相同。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为87.64％，钛的浸出率为13.10％，铁的浸出率为88.14％，钠的浸出率为65.77％。
对比例2
本对比例除了步骤(2)不进行第二段焙烧外，其他条件均与实施例1相同。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为68.31％，钛的浸出率为13.56％，铁的浸出率为54.96％，钠的浸出率为63.49％。
对比例3
本对比例除了步骤(3)不加入添加剂外，其他条件均与实施例1相同。
采用电感耦合等离子(ICP)光谱法测试浸出液中铝、钛、铁、钠等有价元素的含量，并计算铝、钛、铁、钠的浸出率。
本实施例的浸出：铝的浸出率为94.57％，钛的浸出率为39.25％，铁的浸出率为46.83％，钠的浸出率为95.58％。
综合上述实施例可以看出，本发明采用硫酸铵焙烧-水浸同步提取赤泥中的有价金属元素，可实现赤泥的资源化、无害化、减量化处置。所述方法操作简单，铝、钛、铁、钠等有价金属提取率高，无污染物排放，环保节能，清洁生产，成本较低，具有显著的经济效益。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (28)

1.一种从赤泥中同步提取铝、钛、铁和钠的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将赤泥与硫酸铵和水混合，得到混合物料；
(2)将所述混合物料依次进行第一段焙烧和温度为380～550℃的第二段焙烧，得到焙烧料；
使用第一吸收剂对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到第一吸收液，所述第一吸收剂包括水；
使用第二吸收剂对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到第二吸收液，所述第二吸收剂包括稀硫酸，所述稀硫酸的浓度为5～30％；
(3)将所述焙烧料与浸出溶剂混合，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液；
步骤(3)所述浸出时加入添加剂，所述添加剂为铁粉、铁屑或硫代硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合；步骤(3)所述浸出溶剂包括水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述赤泥为赤泥粉末。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赤泥的粒径为80～400目。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述赤泥与硫酸铵的质量比为1～10:1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述赤泥与硫酸铵的质量比为2～6:1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水的加入量为赤泥质量的2～20％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水的加入量为赤泥质量的5～10％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一段焙烧的温度为200～350℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一段焙烧的温度为290～320℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一段焙烧的时间为30～180min。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第一段焙烧的时间为60～120min。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二段焙烧的温度为400～450℃。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二段焙烧的时间为30～180min。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二段焙烧的时间为60～120min。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一吸收液中氨或铵根离子的浓度不高于25wt％。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀硫酸的浓度为10～20％。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二吸收液中硫酸铵的浓度达到饱和。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二吸收液返回步骤(1)循环使用。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出的时间为20～150min。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出的时间为60～120min。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出的温度为40～120℃。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出的温度为60～70℃。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出溶剂与所述焙烧料的液固比为1～15mL/g。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出溶剂与所述焙烧料的液固比为2～3mL/g。
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸铵、硫代硫酸钠或硫代硫酸钾中的任意一种或至少两种的组合。
26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述添加剂为焙烧料质量的1～15％。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述添加剂为焙烧料质量的4～8％。
28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将粒径80～400目的赤泥粉末与硫酸铵和水混合，所述赤泥与硫酸铵的质量比为1～10:1，所述水的加入量为赤泥质量的2～20％，得到混合物料；
(2)将所述混合物料在200～350℃下进行第一段焙烧30～180min，再于380～550℃下进行第二段焙烧30～180min，得到焙烧料；
使用水对所述第一段焙烧产生的尾气进行吸收得到第一吸收液，所述第一吸收液中氨或铵根离子的浓度不高于25wt％；
使用稀硫酸对所述第二段焙烧产生的尾气进行吸收得到第二吸收液，所述第二吸收液中硫酸铵的浓度达到饱和，所述第二吸收液返回步骤(1)循环使用；
(3)将所述焙烧料与水以及添加剂混合，在40～100℃下浸出20～150min，得到浸出渣，以及含有铝、钛、铁和钠元素的浸出液，所述水与所述焙烧料的液固比为1～15mL/g，所述添加剂为焙烧料质量的1～15％；所述添加剂为铁粉、铁屑或硫代硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
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