CN116040666A - 一种赤泥多组分综合回收利用的方法 - Google Patents

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李光辉
姜涛
罗骏
曹鹏旭
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阳洋
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彭志伟
饶明军
张鑫
钟强
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杨永斌
徐斌
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Abstract

本发明属于赤泥资源化利用技术领域,公开了一种赤泥多组分综合回收利用的方法,通过直接还原焙烧同步实现铁的金属化与铝硅矿物活化,通过磨选可实现铁的产品化回收并与铝、硅、钠、钙等组分分离;利用水热反应溶出结晶硅、钙组分制备托贝莫来石晶须并与铝、钠组分分离,实现硅钙的产品化回收并与铝、钠组分分离;利用碳化分离结晶,回收氧化铝,钠则在流程中循环利用,为赤泥的全组分无废增值利用提供了新技术。

Description

一种赤泥多组分综合回收利用的方法
技术领域
本发明涉及赤泥资源化利用技术领域,尤其涉及一种赤泥多组分综合回收利用的方法。
背景技术
赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物,每生产一吨氧化铝,大约产生赤泥1.0—2.0吨。中国作为世界最大的氧化铝生产国,每年排放的赤泥约1亿吨。随着氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低,赤泥的年产生量还将不断增加,累积的赤泥不仅占用大量土地,其中的碱性物质还将污染环境。最大限度地减少赤泥的产量和危害,实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。
赤泥的处理与综合利用,一直是困扰世界各国氧化铝生产的难题之一。科研人员对此做了很多相关研究:对于铁回收,将赤泥与煤粉混合后在回转窑进行还原焙烧,冷却后磁选得到直接还原铁粉;对于铝铁回收,是将赤泥添加碳酸钠、石灰石及碳粉进行还原烧结,冷却后进行弱碱溶液溶出回收铝。
但是,现有技术一般只考虑回收赤泥中的铁,或者在回收铝的同时以较低回收率回收铁,没有一种有效的方法对赤泥中的全组分进行综合高效回收利用。
发明内容
本发明意在提供一种赤泥多组分综合回收利用的方法,实现赤泥的全组分无废增值利用。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种赤泥多组分综合回收利用的方法,包括以下步骤:
(1)将赤泥和还原剂分别干燥、细磨以得到细粒级粉状物料,其中<0.074mm粒级含量质量占比70%以上;
(2)按质量配比赤泥:还原剂:添加剂=100:(2~10):(5~40)进行配料,混匀后压制成团块或造球;
(3)上述团块或球团在900~1300℃还原焙烧1~3h,再经磨矿—磁选分离出铁粉产品和铝硅钠钙渣相;
(4)将磁选所得的铝硅钠钙渣相在NaOH-Ca(OH)2复合体系中水热反应,反应温度为100~400℃、时间为1~4h,过滤分离出托贝莫来石和铝酸钠溶液;
(5)所得铝酸钠溶液通碳分结晶,析出并分离氧化铝和碳酸钠溶液;
(6)分离得到的碳酸钠作为添加剂返回至压团/造球工序,在本流程内循环使用;
(7)经水热反应分离得到的铝酸钠溶液能直接并入拜耳法氧化铝流程用于氧化铝的生产。
优选地,步骤(1)所述赤泥或赤泥经选铁后所得的尾矿,其铁品位为10wt.%~60wt.%,Al2O3含量为5wt.%~40wt.%,SiO2含量为3wt.%~20wt.%,CaO含量为0~20wt.%,Na2O含量为0~20wt.%。
优选地,步骤(1)所述还原剂为焦炭、无烟煤、烟煤、褐煤、兰炭、生物炭中一种或多种的混合物。
优选地,步骤(2)所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠、硼砂、氯化钠、氢氧化钠中一种或多种的混合物。
优选地,步骤(3)所述铁粉产品的铁品位为90wt.%以上。
优选地,步骤(4)所述水热反应体系中,CaO/SiO2摩尔比0.5~2.0,NaOH浓度5~50g/L,液固比5~30mL/g。
本发明的有益效果是:
本方法通过直接还原焙烧同步实现铁的金属化与铝硅矿物活化(可改善铝硅矿物后续水热过程的溶出性能),通过磨选可实现铁的产品化回收并与铝、硅、钠、钙等组分分离;利用水热反应溶出结晶硅、钙组分制备托贝莫来石晶须并与铝、钠组分(铝酸钠溶液)分离,实现硅钙的产品化回收并与铝、钠组分分离;利用碳化分离结晶,回收氧化铝,钠则在流程中循环利用,不仅使各组分得到全部分离利用,而且各组分分离提取率高,工艺过程简单,有利于工业化应用,为赤泥的全组分无废增值利用提供了新技术,消除了赤泥对环境的污染。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种赤泥多组分综合回收利用的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明:
如图1所示的,一种赤泥多组分综合回收利用的方法,包括以下步骤:
(1)将赤泥和还原剂分别干燥、细磨以得到细粒级粉状物料,其中,<0.074mm粒级含量质量占比70%以上,赤泥或赤泥经选铁后所得的尾矿,其铁品位为10wt.%~60wt.%,Al2O3含量为5wt.%~40wt.%,SiO2含量为3wt.%~20wt.%,CaO含量为0~20wt.%,Na2O含量为0~20wt.%,还原剂为焦炭、无烟煤、烟煤、褐煤、兰炭、生物炭等常见还原剂中一种或多种的混合物;
(2)按质量配比赤泥:还原剂:添加剂=100:(2~10):(5~40)进行配料,混匀后压制成团块或造球,其中,添加剂为碳酸钠、硫酸钠、硼砂、氯化钠、氢氧化钠等常见钠盐中一种或多种的混合物;
(3)上述团块或球团在900~1300℃还原焙烧1~3h,再经磨矿—磁选分离出铁粉产品和铝硅钠钙渣相,铁粉产品的铁品位为90wt.%以上;
(4)将磁选所得的铝硅钠钙渣相在NaOH-Ca(OH)2复合体系中水热反应,反应温度为100~400℃、时间为1~4h,过滤分离出托贝莫来石和铝酸钠溶液,该水热反应体系中CaO/SiO2摩尔比0.5~2.0,NaOH浓度5~50g/L,液固比5~30mL/g;
(5)所得铝酸钠溶液通入二氧化碳可结晶析出氧化铝,通过过滤分离出氧化铝和碳酸钠溶液;
(6)分离得到的碳酸钠作为添加剂返回至压团/造球工序,在本流程内循环使用;
(7)经水热反应分离得到的铝酸钠溶液能直接并入拜耳法氧化铝流程用于氧化铝的生产。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明技术方案的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将赤泥和还原剂分别干燥、细磨以得到细粒级粉状物料,其中<0.074mm粒级含量质量占比70%以上;
(2)按质量配比赤泥:还原剂:添加剂=100:(2~10):(5~40)进行配料,混匀后压制成团块或造球;
(3)上述团块或球团在900~1300℃还原焙烧1~3h,再经磨矿—磁选分离出铁粉产品和铝硅钠钙渣相;
(4)将磁选所得的铝硅钠钙渣相在NaOH-Ca(OH)2复合体系中水热反应,反应温度为100~400℃、时间为1~4h,过滤分离出托贝莫来石和铝酸钠溶液;
(5)所得铝酸钠溶液通碳分结晶,析出并分离氧化铝和碳酸钠溶液;
(6)分离得到的碳酸钠作为添加剂返回至压团/造球工序,在本流程内循环使用;
(7)经水热反应分离得到的铝酸钠溶液能直接并入拜耳法氧化铝流程用于氧化铝的生产。
2.根据权利要求1所述的赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,步骤(1)所述赤泥或赤泥经选铁后所得的尾矿,其铁品位为10wt.%~60wt.%,Al2O3含量为5wt.%~40wt.%,SiO2含量为3wt.%~20wt.%,CaO含量为0~20wt.%,Na2O含量为0~20wt.%。
3.根据权利要求1所述的赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,步骤(1)所述还原剂为焦炭、无烟煤、烟煤、褐煤、兰炭、生物炭中一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,步骤(2)所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠、硼砂、氯化钠、氢氧化钠中一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,步骤(3)所述铁粉产品的铁品位为90wt.%以上。
6.根据权利要求1所述的赤泥多组分综合回收利用的方法,其特征在于,步骤(4)所述水热反应体系中,CaO/SiO2摩尔比0.5~2.0,NaOH浓度5~50g/L,液固比5~30mL/g。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101293220A (zh) * 2008-06-16 2008-10-29 中南大学 一种用于高铝铁矿石铁铝分离的添加剂
CN101875129A (zh) * 2010-06-08 2010-11-03 中南大学 一种高铁铝土矿综合利用的方法
CN103290207A (zh) * 2013-06-14 2013-09-11 中南大学 一种赤泥综合回收利用铁和铝的方法
CN104556171A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 东北大学设计研究院(有限公司) 一种粉煤灰烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法
CN106542551A (zh) * 2016-11-24 2017-03-29 中南大学 一种从粉煤灰中联产片钠铝石和水化硅酸钙的方法
KR101900672B1 (ko) * 2018-04-10 2018-09-20 한국지질자원연구원 적니를 활용한 일메나이트 제련방법
CN112609074A (zh) * 2020-10-28 2021-04-06 广西大学 一种从拜耳法赤泥中回收铁铝钠的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101293220A (zh) * 2008-06-16 2008-10-29 中南大学 一种用于高铝铁矿石铁铝分离的添加剂
CN101875129A (zh) * 2010-06-08 2010-11-03 中南大学 一种高铁铝土矿综合利用的方法
CN103290207A (zh) * 2013-06-14 2013-09-11 中南大学 一种赤泥综合回收利用铁和铝的方法
CN104556171A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 东北大学设计研究院(有限公司) 一种粉煤灰烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法
CN106542551A (zh) * 2016-11-24 2017-03-29 中南大学 一种从粉煤灰中联产片钠铝石和水化硅酸钙的方法
KR101900672B1 (ko) * 2018-04-10 2018-09-20 한국지질자원연구원 적니를 활용한 일메나이트 제련방법
CN112609074A (zh) * 2020-10-28 2021-04-06 广西大学 一种从拜耳法赤泥中回收铁铝钠的方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁冲;周卫宁;单志强;夏瑜;马荣锴;袁江涛;李尽善;: "还原焙烧赤泥-综合回收铁铝研究", 矿冶工程, no. 05, 15 October 2016 (2016-10-15), pages 1 - 6 *
刘桂华, 唐时健, 李小斌, 彭志宏: "氧化铝生产中水合硅酸钙的研究进展", 矿冶工程, no. 03, 30 June 2005 (2005-06-30), pages 54 - 57 *
孙娜: "高铁三水铝石型铝土矿中铁铝硅分离的研究", 中国优秀硕士学位论文数据库, 15 February 2011 (2011-02-15) *
庄锦强: "高铁氧化铝赤泥中铁回收技术研究", 湖南有色金属, 30 April 2014 (2014-04-30), pages 32 - 36 *
李光辉;张吉清;罗骏;陈浩远;曾精华;姜涛;: "硅酸钠溶液合成托贝莫来石晶须", 硅酸盐学报, no. 12, 29 November 2012 (2012-11-29), pages 1 - 6 *
高建阳;: "氧化铝工业废弃赤泥直接还原技术研究", 矿产综合利用, no. 02, 15 April 2011 (2011-04-15), pages 1 - 6 *

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