CN1891840A - 卤铵盐焙烧赤泥富集有价金属及综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属稀有金属冶金领域本技术特征：卤铵盐与赤泥混合焙烧，卤铵盐分解，氨呈气态进入吸收塔制成氨水，而卤根与赤泥中多种金属生成卤化物，一些金属(铁、铝、钍)卤化物易升华，在收尘室中被富集；另一些金属留在焙砂中，其卤化物易溶于水(钪、铈、钙)，被富集于浸出液中，第三类金属(钛、锆、铪)被富集于浸渣中。可采用不同的湿法冶金手段提取各金属纯的氢氧化物或碳酸盐。焙烧赤泥时产生的氨水(或添加二氧化碳恰可作为沉殿剂。而沉出各金属化合物后的母液是卤铵盐液，可循环用于赤泥焙烧，本方法可使赤泥中百分之九十组份转化为市场适销产品，而无新的三废产生。

Description

卤铵盐焙烧赤泥富集有价金属及综合利用方法
本发明属稀有金属冶金领域
本发明是针对在氧化铝生产过程中产生的废弃物赤泥进行化工湿法冶金处理，达到综合利用之目的。我国氧化铝产量占世界总产量约30％，每年达近千万吨，所产生的赤泥量约为1100万吨～1300万吨。不仅占压大量土地，而且其渗出的沥水具强碱性，渗入地表水及地下水，污染环境。而其尾矿坝区地表，由于赤泥碱性强，寸草不生，形成类似沙漠的赤地，风吹时造成扬尘，对当地及下游地区空气中可吸入颗粒物颇多贡献，成为对当地环境影响巨大的污染源，参看所附“轻金属”2003年第10期综述文章“从赤泥中综合回收有价金属工艺的研究进展”(简称附件1)，可了解到国内外并无可供工业实施的治理方法，实为世界性的重大科研课题。
从所附背景资料(附件2钪资源的评估，北大化学院稀土中心博士后徐刚)一文中可以看出，赤泥不仅是重大污染源，而且其中含有一定数量的钪及稀土金属，铝、铁、钛等常见金属，以及发明人委托权威化验单位的化验结果还有铟、镓等稀散金属，及贵金属银，这些金属是电子、核能、电光源、激光超导，功能新材料等高科技产业的重要原料，市场供应不足，价格昂贵。经发明人按80％收率，现行市场价格计算，按初级品(即原料)计价，潜在价值为6600元/吨赤泥，按中级产品(粗金属)计价，其潜在价值约在每吨赤泥18000-23000元之间，远远超过氧化铝的价值。实为有战略意义的重大资源。
国内外学术界，虽进行了一些工艺科学研究实验，但由于所提出的工艺路线长，加工条件苛刻，消耗化学原料数量大，成本过高而不能进入工业实验，更难形成产业化生产。
发明人首创用卤铵盐(卤族元素：氟、氯、溴、碘与氨的化合物)与赤泥混合焙烧，将赤泥中有价金属分别富集于烟尘，焙砂浸出液，及浸出渣中，所用卤铵盐，可以循环使用，大幅度降低成本，使赤泥百分之九十以上的组份转化成能够在市场销售的有用物资而无新的三废发生。
根据附件1：第19页(原页码)附件2：钪资源提取的评估页码2/4有关附表的表列数据，赤泥的化学构成大体相同，其稀有金属的含有量有多少之别，但差距不大，发明人所发明的方法，均可适用。现举例加以说明：
发明人在中铝河南分公司郑州铝厂采样化验，其结果如下：
成份    A/2O3    S:O2    T:O2    Fe2O3    CaO    Na2O    SC    RE2O3
含量％    6          22         3.5        3.5          42       6           70g/T  1.1kg/T
以上结果与附件2(2/4)显示的数据相仿佛。另外，发明人委托化验发现除上述成份外，郑铝赤泥尚含下列有价金属：
有价金属名称   钒        银        铟       镓       锆        铪
含量           300g/T    150g/T    20g/T    20g/T    700g/T    60g/T
发明人将上述赤泥1000g与适量卤铵盐混匀焙烧后得到，一定数量的氨水(含二氧化碳)、烟尘重量350g，其中，铝、铁、镓、钍以氯化物存在，但为方便均折合成氧化物或金属计算，其成份如下表：
名称     Al2O3 Fe2O3 镓       钍
含量      15％     8％      50g/T    120g/T
回收率    约87％   80％     70％     原料未做化验
焙砂重量850g，各成份为方便比较，均将卤化物折算为氧化物，经水溶浸出加氨，二氧化碳沉钙后，反复浓缩，冷冻结晶除去卤铵盐后，得溶液100ml。化验结果以g/T表示以便比较：
有价金属     钪         稀土        铟         银
在母液中含量 580g/m3   7500g/m3  160g/m3   6g/m3
回收率       82％       68％        80％
浸渣重量(干燥后)280g未作化验，成份可推算为：
成份   SiO2     TiO2    银      锆       铪
        约70％     10％      500g/T  2300g/T  200g/T
浸渣中各成份由于已剥离了杂质，按其矿物学特征，可采用选矿手段如：磁选、电磁选、重选、浮选等分选富采成相关精矿，以利进一步加工。
由于卤铵盐是化工、采油、采天然汽等工矿业的副产品，不仅来源广，价格低廉，又能循环使用，在成本中只占很少的份额。
以上三部分富集物(烟尘、浸液、浸渣)的有价金属品位，都达到能使用现有工业技术经济回收，故本发明易于实现产业化生产。
与附件1提供的国内外已进行的实验相比较，其工业实施的可能性和预期经济效果，均具有显著的优越性，勿庸赘述。
按本发明的方法进行生产，除可提取稀有、贵重、稀散金属外，赤泥中一般常见金属的化合物亦可转化为适销产品，如：氧化铝是以氢氧化铝形式产出，氧化钙是以轻质碳酸钙形式出售，这两种产品是冶金化工，塑料行业广泛使用的原料。而选矿后剩余的活性二氧化硅为白色，加入一定量生石灰，可制成轻质免烧新型隔音墙体材料。最后，达到减量百分之九十以上，腾出尾矿坝区，将其土地改良复垦，或培养新的植被，美化环境。
发明人首创的这一方法，最大限度的利用了工业固体废弃物，提高资源利用率，消除环境污染，为高科技产品提供原料，有利国民经济的发展，符合国家循环经济、持续发展的产业政策。

Claims (1)

  1. 本方法的特征是：利用卤铵盐(包括：氟氯、溴、碘的单一铵盐，或混合盐)作为赤泥焙烧添加剂，在提取有价金属之后卤铵盐又被还原再生，循环使用，凡使用原料、辅料，工艺流程与此相仿的，均请求按专利法有关条款予以保护。
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