CN207738825U - 赤泥提钪和制备铁红的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了赤泥提钪和制备铁红的系统，包括：酸浸槽，第一过滤机、沉矾槽、第二过滤机、第一焙烧炉、浓缩沉降槽、第三过滤机和第二焙烧炉，酸浸槽具有赤泥入口，硫酸入口和酸浸浆液出口，过滤机与酸浸浆液出口相连；沉矾槽与过滤机的酸浸滤液出口相连；第二过滤机与沉矾槽的沉铁浆液出口相连；第一焙烧炉具有含铁沉淀入口、气体出口和铁红出口，含铁沉淀入口与第二过滤机的含铁沉淀出口相连；浓缩沉降槽与含钪滤液出口相连；第三过滤机与浓缩沉降槽的沉钪浆液出口相连；第二焙烧炉具有含钪沉淀入口和三氧化二钪出口，含钪沉淀入口与第三过滤机的含钪沉淀出口相连。采用该系统可以有效制备高品位三氧化二钪，并回收赤泥中的铁。
Description
技术领域
本实用新型属于冶金领域，具体而言，本实用新型涉及赤泥提钪和制备铁红的系统。
背景技术
赤泥是铝土矿生产氧化铝后的固体残渣，每生产一吨氧化铝会产生0.8-1.5吨赤泥，目前世界上每年产生赤泥6000万吨，仅中国每年就产生3000万吨，在生产氧化铝的过程中铝土矿中98％以上的钪会保留在赤泥中，赤泥中钪含量在60-120g/t，而国际上一般认为钪含量为20-50g/t的矿物就具有利用价值，故而赤泥被认为是钪最主要的原料来源。钪是稀土元素的一种，广泛应用于冶金、化工、航天、电光源等领域。氧化钪主要应用于高效多功能激光器、固体电解质、特种陶瓷等，钪的各种中间合金如铝、镁基中间合金是生产导弹和各种航天器、汽车、船舶等的特种合金，而金属钪主要应用于光学工程，如生产大型卤素灯及太阳能蓄电池等。
从赤泥中提取钪主要是通过酸浸-萃取的方法，采取的浸出剂一般为盐酸和硝酸，萃取工艺主要采用中性膦性萃取剂TBP、P204或P507等。然而，赤泥中大量存在的铁铝硅等元素在酸浸的过程中也会被溶解，不仅消耗大量浸出剂，还会对后续萃取工艺造成极其不利的影响，如铁会在萃取时与钪发生竞争萃取，影响钪的萃取率，硅铝的存在会使萃取产生极为严重的乳化现象，使萃取过程难以进行。因此，赤泥提钪的方法有待进一步改进。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出赤泥提钪和制备铁红的系统。采用本实用新型提出的赤泥提钪和制备铁红的系统，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪并回收赤泥中的铁，还能降低生产成本。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种赤泥提钪和制备铁红的系统，根据本实用新型的具体实施例，该系统包括：
酸浸槽，所述酸浸槽具有赤泥入口，硫酸入口和酸浸浆液出口，
第一过滤机，所述过滤机具有酸浸浆液入口、脉石相出口和酸浸滤液出口，所述酸浸浆液入口与所述酸浸浆液出口相连；
沉矾槽，所述沉矾槽具有酸浸滤液入口、氢氧化钠入口、水入口和沉铁浆液出口，所述酸浸滤液入口与所述酸浸滤液出口相连；
第二过滤机，所述第二过滤机具有沉铁浆液入口、含钪滤液出口和含铁沉淀出口，所述沉铁浆液入口与所述沉铁浆液出口相连；
第一焙烧炉，所述第一焙烧炉具有含铁沉淀入口、气体出口和铁红出口，所述含铁沉淀入口与所述含铁沉淀出口相连；
浓缩沉降槽，所述浓缩沉降槽具有含钪滤液入口、碳酸钠入口和沉钪浆液出口，所述含钪滤液入口与所述含钪滤液出口相连；
第三过滤机，所述第三过滤机具有沉钪浆液入口、含钪沉淀出口和滤液出口，所述沉钪浆液入口与所述沉钪浆液出口相连；
第二焙烧炉，所述第二焙烧炉具有含钪沉淀入口和三氧化二钪出口，所述含钪沉淀入口与所述含钪沉淀出口相连。
根据本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，可以在酸浸槽中对赤泥进行酸浸处理并利用第一过滤机除去脉石相，然后将得到的含有铁和钪的酸浸滤液在沉钒槽中进行沉铁反应并在第二过滤机中过滤，实现铁和钪的有效分离，最后分别将得到的含铁沉淀在第一焙烧炉中进行第一焙烧处理得到高品位的铁红；将得到的含钪滤液在浓缩沉降槽中反应并经第三过滤机过滤，再供给至第二焙烧炉进行第二焙烧处理，得到高品位的三氧化二钪。由此，通过采用本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，并回收赤泥中的铁，同时降低生产成本，还能有效解决赤泥提钪过程中的铁硅铝等杂质严重影响赤泥提钪的效率和钪的回收率的问题。
在本实用新型中，赤泥提钪和制备铁红的系统进一步包括：磨矿装置，所述磨矿装置与所述酸浸槽的赤泥入口相连，且适于对赤泥进行细磨。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率和效果，实现脉石相与铁和钪的有效分离。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统的结构示意图。
图2是根据本实用新型又一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统的结构示意图。
图3是利用本实用新型一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统进行赤泥提钪和制备铁红方法的流程图。
图4是利用本实用新型又一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统进行赤泥提钪和制备铁红方法的流程图。
图5是利用本实用新型再一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统进行赤泥提钪和制备铁红方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种赤泥提钪和制备铁红的系统，参考图1，包括：酸浸槽100、第一过滤机200、沉矾槽300、第二过滤机400、第一焙烧炉500、浓缩沉降槽600、第三过滤机700和第二焙烧炉800。
根据本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，可以在酸浸槽100中对赤泥进行酸浸处理并利用第一过滤机200除去脉石相，然后将得到的含有铁和钪的酸浸滤液在沉钒槽300中进行沉铁反应并在第二过滤机400中过滤，实现铁和钪的有效分离，最后分别将得到的含铁沉淀在第一焙烧炉500中进行第一焙烧处理得到高品位的铁红；将得到的含钪滤液在浓缩沉降槽600中反应并经第三过滤机700过滤，再供给至第二焙烧炉800进行第二焙烧处理，得到高品位的三氧化二钪。由此，通过采用本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，并回收赤泥中的铁，同时降低生产成本，还能有效解决赤泥提钪过程中的铁硅铝等杂质严重影响赤泥提钪的效率和钪的回收率的问题。
下面参考图1-2对本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统进行详细描述。
酸浸槽100
根据本实用新型的实施例，酸浸槽100具有赤泥入口110，硫酸入口120和酸浸浆液出口130，酸浸槽100适于对赤泥进行酸浸处理。
根据本实用新型的实施例，赤泥中的钙、镁、硅、铝组成的脉石相不溶于酸，本实用新型中通过将赤泥在酸浸槽100中进行酸浸处理，并通过后续过滤，可以有效除去脉石中的硅铝等杂质，进而避免硅铝等杂质影响赤泥提钪的效率和效果。
根据本实用新型的具体实施例，赤泥中TFe的含量可以为26-33％，钪的含量可以为80-130g/t。本实用新型中通过采用上述组成的赤泥为原料，可以进一步提高赤泥提钪和制备铁红的效率以及赤泥中钪和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，可以利用浓度可以为45-55％的硫酸对赤泥进行酸浸处理。发明人发现，硫酸的浓度过低会严重影响对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率，而硫酸浓度过高又很难进一步提高对赤泥中钪和铁的浸出效率以及浸出率，本实用新型中通过采用浓度为45-55％的硫酸对赤泥进行酸浸处理，可以显著提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率，使铁的浸出率达到88-92％，钪的浸出率达到92-95％，此时，含有铁和钪的酸浸滤液中铁和钪均以正三价的形式存在。
根据本实用新型的具体实施例，在酸浸处理过程中可以不断搅拌，同时不断向酸浸装置中补充硫酸，确保硫酸浓度在45-55％范围内。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率。
根据本实用新型的具体实施例，酸浸处理的温度可以为70-90摄氏度，时间可以为50-75分钟。本实用新型中通过采用上述酸浸处理条件，可以使赤泥中的铁和钪充分浸出，进而显著提高赤泥中铁和钪的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，所述酸浸处理的温度可以优选为75-85摄氏度，时间可以优选为55-70分钟。本实用新型中通过选用上述酸浸处理条件，可以进一步提高酸浸处理的效果，进而进一步提高赤泥中铁和钪的回收率。若酸浸温度太高，会对浸出设备形成严重损害，温度太低，则浸出率降低。
根据本实用新型的具体实施例，参考图2，赤泥提钪和制备铁红的系统可以进一步包括：磨矿装置900，磨矿装置900与酸浸槽100的赤泥入口110相连，且适于对赤泥进行细磨。发明人发现，赤泥中铁主要以Fe2O3的形式存在，钪以氧化物的形式存在，本实用新型中通过将赤泥细磨后再进行酸浸处理，可以显著提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率。
根据本实用新型的具体实施例，可以预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率，进而可以有效除去脉石相并得到更为纯净的含有铁和钪的酸浸滤液。
第一过滤机200
根据本实用新型的实施例，第一过滤机200具有酸浸浆液入口210、脉石相出口220和酸浸滤液出口230，酸浸浆液入口210与酸浸浆液出口130相连，第一过滤机200适于对酸浸处理后的酸浸浆液进行过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液。
沉矾槽300
根据本实用新型的实施例，沉矾槽300具有酸浸滤液入口310、氢氧化钠入口320、水入口330和沉铁浆液出口340，酸浸滤液入口310与酸浸滤液出口230相连，沉矾槽300适于向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀。
根据本实用新型的实施例，本实用新型中通过向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值并进行加热，可以使酸浸滤液中的三价铁离子和硫酸根离子与氢氧化钠、水反应并生成NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀，进而通过进一步过滤即可实现铁和钪的分离。
根据本实用新型的具体实施例，可以向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的摩尔比为1:(0.3-0.6)。发明人发现，若加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值小于1.3，会严重影响沉铁的速率，而加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值大于1.6，则会降低钠离子浓度，一部分铁没有沉降，得不到纯净的含钪溶液。而向酸浸滤液中加入氢氧化钠后，若Fe3+与Na+的摩尔比小于1:(0.3-0.6)时，沉铁反应是在合理的pH值和Fe离子和Na离子摩尔比范围内进行的，Fe离子和Na离子比例太大，铁不能完全沉淀，比例太小，Na离子浓度太高，影响沉降速度。若Fe3+与Na+的浓度比大于1:0.3时，酸浸滤液中的铁离子不能被充分沉淀，不仅影响铁的回收率，还不利于实现铁和钪的有效分离。本实用新型中通过控制加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的浓度比为1:(0.3-0.6)，不仅可以为NaFe3(SO4)2(OH)6提高适宜的酸性条件，使酸浸滤液中的铁离子能够充分沉淀，还能使反应生成的铁聚合态沉淀在该酸性条件下稳定存在，避免铁聚合态沉淀发生分解而影响铁和钪的分离。由此，不仅可以实现铁和钪的有效分离，还能进一步提高赤泥中铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，所述沉铁反应的温度可以为90-110摄氏度，时间可以为55-95分钟。由此，可以使酸浸滤液中的铁离子能够充分沉淀，进而实现铁和钪的有效分离。
根据本实用新型的具体实施例，所述沉铁反应的温度可以优选95-105摄氏度，时间可以优选60-90分钟。发明人发现，沉铁温度太低，不能形成铁矾的聚合物，而温度太高，形成的铁矾聚合物又会分解。通过采用上述温度范围可以进一步提高铁和钪的分离效果，进而能够进一步提高铁的回收率以及后续提钪处理的效率。
第二过滤机400
根据本实用新型的实施例，第二过滤机400具有沉铁浆液入口410、含钪滤液出口420和含铁沉淀出口430，沉铁浆液入口410与沉铁浆液出口340相连，第二过滤机400适于对沉铁浆液进行过滤，以便得到含钪滤液和含铁沉淀。
第一焙烧炉500
根据本实用新型的实施例，第一焙烧炉500具有含铁沉淀入口510、气体出口520和铁红出口530，含铁沉淀入口510与含铁沉淀出口430相连，第一焙烧炉500适于对含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。
根据本实用新型的实施例，通过对含铁沉淀进行第一焙烧处理，可以使含碳沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6分解，并生成水、二氧化硫和Fe2O3,水和二氧化硫挥发进入烟道，最终得到Fe2O3品位大于99％的铁红产品。
根据本实用新型的具体实施例，第一焙烧处理的温度可以为850-1050摄氏度。本实用新型中通过采用上述焙烧条件，可以使含铁沉淀能够充分分解进而得到高品位的铁红。
根据本实用新型的具体实施例，第一焙烧处理的温度可以优选为900-1000摄氏度。由此，不仅可以使含铁沉淀能够充分分解进而得到高品位的铁红，还能进一步提高第一焙烧处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，可以将过滤得到的含铁沉淀进行水洗和干燥后再进行第一焙烧处理，由此，可以除去附着在含铁沉淀上的游离钠离子。
浓缩沉降槽600
根据本实用新型的实施例，浓缩沉降槽600具有含钪滤液入口610、碳酸钠入口620和沉钪浆液出口630，含钪滤液入口610与含钪滤液出口420相连，浓缩沉降槽600适于对含钪滤液进行蒸发浓缩，以便得到含钪浓缩液，向含钪浓缩液中加入碳酸钠并加热至沸腾，以便使钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀。
根据本实用新型的具体实施例，对含钪滤液进行蒸发浓缩后钪离子的浓度可以为8-10g/L。由此，可以进一步提高提钪处理的效率和钪的回收率。钪离子浓度太低，增加钪溶液量，同时钪离子浓度太低，不利于碳酸盐对钪离子的捕集，钪离子浓度太高，会造成碳酸盐溶解度下降，同样影响钪的捕收率。
根据本实用新型的具体实施例，向含钪浓缩液中加入的碳酸钠的浓度可以为12-18g/L。由此，可以进一步提高钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀的效率。发明人发现，碳酸钠的添加量可以根据溶液中钪离子的浓度来确定，当碳酸钠浓度过低，会致使钪的捕收率太低，碳酸盐浓度过高，会极大程度上影响溶液的pH，同样会给钪的沉淀带来不利影响。进而向含钪浓缩液中加入的碳酸钠的浓度可以为12-18g/L为最佳，可以进一步提高钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀的效率。
第三过滤机700
根据本实用新型的实施例，第三过滤机700具有沉钪浆液入口710、含钪沉淀出口720和滤液出口730，沉钪浆液入口710与沉钪浆液出口630相连，且适于过滤沉钪浆液得到含钪沉淀。
第二焙烧炉800
根据本实用新型的实施例，第二焙烧炉800具有含钪沉淀入口810和三氧化二钪出口820，含钪沉淀入口与810含钪沉淀出口720相连，且适于将含钪沉淀进行第二焙烧处理，以便得到三氧化二钪。
根据本实用新型的具体实施例，通过对含钪沉淀进行第二焙烧处理，可以制备得到品位不低于98％的三氧化二钪。
根据本实用新型的具体实施例，可以将含钪沉淀进行水洗和干燥后再进行第二焙烧处理。由此，可以进一步提高制备得到的三氧化二钪的品位。
根据本实用新型的具体实施例，第二焙烧处理的温度可以为580-750摄氏度，由此，可以有效制备得到高品位的三氧化二钪。
根据本实用新型的具体实施例，第二焙烧处理的温度可以优选为600-700摄氏度。由此，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，还能进一步提高制备三氧化二钪的效率。
为了方便理解本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，下面对利用该系统进行赤泥提钪和制备铁红的方法进行描述。
根据本实用新型的实施例，利用该系统进行赤泥提钪和制备铁红的方法包括：
(1)将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液；(2)向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀；(3)将含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪；以及(4)将含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。
根据本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法，通过首先对赤泥进行酸浸除去脉石相，然后对含有铁和钪的酸浸滤液进行沉铁反应，可以有效实现铁和钪的分离，最后通过分别对含钪滤液和含铁沉淀进行提钪处理和第一焙烧处理，可以有效制备得到高品位的三氧化二钪和铁红。由此，通过采用本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，并回收赤泥中的铁，同时降低生产成本，还能有效解决赤泥提钪过程中的铁硅铝等杂质严重影响赤泥提钪的效率和钪的回收率的问题。
下面参考图3-5对本实用新型上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法进行详细描述。
S100：将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液
根据本实用新型的实施例，将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液。赤泥中的钙、镁、硅、铝组成的脉石相不溶于酸，本实用新型中通过将赤泥进行酸浸处理并过滤，可以有效除去脉石中的硅铝等杂质，进而避免硅铝等杂质影响赤泥提钪的效率和效果。
根据本实用新型的具体实施例，赤泥中TFe的含量可以为26-33％，钪的含量可以为80-130g/t。本实用新型中通过采用上述组成的赤泥为原料，可以进一步提高赤泥提钪和制备铁红的效率以及赤泥中钪和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，赤泥提钪和制备铁红的方法可以进一步包括：预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。发明人发现，赤泥中铁主要以Fe2O3的形式存在，钪以氧化物的形式存在，本实用新型中通过将赤泥细磨至0.0325mm以下再进行酸浸处理，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率。由此，将赤泥细磨至0.0325mm以下进行酸浸处理并过滤，可以有效除去脉石相并得到更为纯净的含有铁和钪的酸浸滤液。
根据本实用新型的具体实施例，可以利用浓度可以为45-55％的硫酸对赤泥进行酸浸处理。发明人发现，硫酸的浓度过低会严重影响对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率，而硫酸浓度过高又很难进一步提高对赤泥中钪和铁的浸出效率以及浸出率，本实用新型中通过采用浓度为45-55％的硫酸对赤泥进行酸浸处理，可以显著提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率，使铁的浸出率达到88-92％，钪的浸出率达到92-95％，此时，含有铁和钪的酸浸滤液中铁和钪均以正三价的形式存在。
根据本实用新型的具体实施例，在酸浸处理过程中可以不断搅拌，同时不断向酸浸装置中补充硫酸，确保硫酸浓度在45-55％范围内。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率以及钪和铁的浸出率。
根据本实用新型的具体实施例，酸浸处理的温度可以为70-90摄氏度，时间可以为50-75分钟。本实用新型中通过采用上述酸浸处理条件，可以使赤泥中的铁和钪充分浸出，进而显著提高赤泥中铁和钪的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，所述酸浸处理的温度可以优选为75-85摄氏度，时间可以优选为55-70分钟。本实用新型中通过选用上述酸浸处理条件，可以进一步提高酸浸处理的效果，进而进一步提高赤泥中铁和钪的回收率。
S200：向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀
根据本实用新型的实施例，本实用新型中通过向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值并进行加热，可以使酸浸滤液中的三价铁离子和硫酸根离子与氢氧化钠、水反应并生成NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀，进一步过滤即可实现铁和钪的分离。
根据本实用新型的具体实施例，可以向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的摩尔比为1:(0.3-0.6)。发明人发现，若加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值小于1.3，会严重影响沉铁的速率，而加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值大于1.6，则会降低钠离子浓度，一部分铁没有沉降，得不到纯净的含钪溶液。而向酸浸滤液中加入氢氧化钠后，若Fe3+与Na+的摩尔比小于1:(0.3-0.6)时，沉铁反应是在合理的pH值和Fe离子和Na离子摩尔比范围内进行的，Fe离子和Na离子比例太大，铁不能完全沉淀，比例太小，Na离子浓度太高，影响沉降速度。若Fe3+与Na+的浓度比大于1:0.3时，酸浸滤液中的铁离子不能被充分沉淀，不仅影响铁的回收率，还不利于实现铁和钪的有效分离。本实用新型中通过控制加入氢氧化钠和水后酸浸滤液的pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的浓度比为1:(0.3-0.6)，不仅可以为NaFe3(SO4)2(OH)6提高适宜的酸性条件，使酸浸滤液中的铁离子能够充分沉淀，还能使反应生成的铁聚合态沉淀在该酸性条件下稳定存在，避免铁聚合态沉淀发生分解而影响铁和钪的分离。由此，不仅可以实现铁和钪的有效分离，还能进一步提高赤泥中铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，所述沉铁反应的温度可以为90-110摄氏度，时间可以为55-95分钟。由此，可以使酸浸滤液中的铁离子能够充分沉淀，进而实现铁和钪的有效分离。
根据本实用新型的具体实施例，所述沉铁反应的温度可以优选95-105摄氏度，时间可以优选60-90分钟。由此，可以进一步提高铁和钪的分离效果，进而能够进一步提高铁的回收率以及后续提钪处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，可以将过滤得到的含铁沉淀进行水洗，以便除去附着在含铁沉淀上的游离钠离子。
S300：将含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪
根据本实用新型的实施例，将含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪。由此，可以有效回收赤泥中的钪。
根据本实用新型的具体实施例，参考图5，提钪处理可以包括：对含钪滤液进行蒸发浓缩，以便得到含钪浓缩液；向含钪浓缩液中加入碳酸钠并加热至沸腾，以便使钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀，过滤得到含钪沉淀；将含钪沉淀进行第二焙烧处理，以便得到三氧化二钪。本实用新型中通过采用上述提钪处理，不仅可以显著提高提钪处理的效率，还可以进一步提高钪的回收率和三氧化二钪的品位，使制备得到的三氧化二钪的品位不低于98％。
根据本实用新型的具体实施例，对含钪滤液进行蒸发浓缩后钪离子的浓度可以为8-10g/L。由此，可以进一步提高提钪处理的效率和钪的回收率。钪离子浓度太低，增加钪溶液量，同时钪离子浓度太低，不利于碳酸盐对钪离子的捕集，钪离子浓度太高，会造成碳酸盐溶解度下降，同样影响钪的捕收率。
根据本实用新型的具体实施例，向含钪浓缩液中加入的碳酸钠的浓度可以为12-18g/L。由此，可以进一步提高钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀的效率。发明人发现，碳酸钠的添加量可以根据溶液中钪离子的浓度来确定，当碳酸钠浓度过低，会致使钪的捕收率太低，碳酸盐浓度过高，会极大程度上影响溶液的pH，同样会给钪的沉淀带来不利影响。进而向含钪浓缩液中加入的碳酸钠的浓度可以为12-18g/L为最佳，可以进一步提高钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀的效率。
根据本实用新型的具体实施例，可以将含钪沉淀进行水洗和干燥后再进行第二焙烧处理。由此，可以进一步提高制备得到的三氧化二钪的品位。
根据本实用新型的具体实施例，第二焙烧处理的温度可以为580-750摄氏度，由此，可以有效制备得到高品位的三氧化二钪。
根据本实用新型的具体实施例，第二焙烧处理的温度可以优选为600-700摄氏度。由此，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，还能进一步提高制备三氧化二钪的效率。
S400：将含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红
根据本实用新型的实施例，通过对含铁沉淀进行第一焙烧处理，可以使含碳沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6分解，并生成水、二氧化硫和Fe2O3,水和二氧化硫挥发进入烟道，最终得到Fe2O3品位大于99％的铁红产品。
根据本实用新型的具体实施例，第一焙烧处理的温度可以为850-1050摄氏度。本实用新型中通过采用上述焙烧条件，可以使含铁沉淀能够充分分解进而得到高品位的铁红。
根据本实用新型的具体实施例，第一焙烧处理的温度可以优选为900-1000摄氏度。由此，不仅可以使含铁沉淀能够充分分解进而得到高品位的铁红，还能进一步提高第一焙烧处理的效率。
实施例1
以TFe含量为27％，钪含量为85g/t的赤泥为原料，预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。
(1)采用浓度为46％的硫酸在酸浸槽中对细磨后的赤泥进行酸浸处理，除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液，其中酸浸处理的温度为75摄氏度，酸浸时间为55分钟，酸浸过程中不断加入硫酸，确保酸浸槽中硫酸的浓度在46％左右，酸浸结束后，铁的浸出率为88％，钪的浸出率为92％；
(2)向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值为1.35，同时确保溶液中的Fe3+和Na+的离子浓度比为1:0.4，将溶液温度升高至98℃进行沉铁反应，形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，冷却过滤得到含钪滤液和含铁沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6，其中，沉铁反应时间为65分钟；
(3)将含钪滤液进行提钪处理，具体可以为：将含钪滤液浓缩蒸发至钪离子浓度为8.5g/L，然后加入浓度为12g/L的Na2CO3，搅拌均匀后将溶液加热至沸腾，使钪离子和碳酸根形成碳酸盐沉淀，冷却过滤后得到含钪沉淀，在600摄氏度下对含钪沉淀进行焙烧处理，得到品位大于98％三氧化二钪；
(4)于920摄氏度下对含铁沉淀进行第一焙烧处理，得到Fe2O3品位大于99％的铁红产品。
实施例2
以TFe含量为29％，钪含量为105g/t的赤泥为原料，预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。
(1)采用浓度为50％的硫酸在酸浸槽中对细磨后的赤泥进行酸浸处理，除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液，其中酸浸处理的温度为83摄氏度，酸浸时间为68分钟，酸浸过程中不断加入硫酸，确保酸浸槽中硫酸的浓度在48％左右，酸浸结束后，铁的浸出率为90％，钪的浸出率为93.5％；
(2)向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值为1.45，同时确保溶液中的Fe3+和Na+的离子浓度比为1:0.5，将溶液温度升高至102℃进行沉铁反应，形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，冷却过滤得到含钪滤液和含铁沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6，其中，沉铁反应时间为75分钟；
(3)将含钪滤液进行提钪处理，具体可以为：将含钪滤液浓缩蒸发至钪离子浓度为18.1g/L，然后加入浓度为15g/L的Na2CO3，搅拌均匀后将溶液加热至沸腾，使钪离子和碳酸根形成碳酸盐沉淀，冷却过滤后得到含钪沉淀，在630摄氏度下对含钪沉淀进行焙烧处理，得到品位大于98％三氧化二钪；
(4)于950摄氏度下对含铁沉淀进行第一焙烧处理，得到Fe2O3品位大于99％的铁红产品。
实施例2
以TFe含量为32％，钪含量为130g/t的赤泥为原料，预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。
(1)采用浓度为55％的硫酸在酸浸槽中对细磨后的赤泥进行酸浸处理，除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液，其中酸浸处理的温度为90摄氏度，酸浸时间为75分钟，酸浸过程中不断加入硫酸，确保酸浸槽中硫酸的浓度在54％左右，酸浸结束后，铁的浸出率为91.5％，钪的浸出率为94.5％；
(2)向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水至调节pH值为1.6，同时确保溶液中的Fe3+和Na+的离子浓度比为1:0.6，将溶液温度升高至105℃进行沉铁反应，形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，冷却过滤得到含钪滤液和含铁沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6，其中，沉铁反应时间为85分钟；
(3)将含钪滤液进行提钪处理，具体可以为：将含钪滤液浓缩蒸发至钪离子浓度为10g/L，然后加入浓度为18g/L的Na2CO3，搅拌均匀后将溶液加热至沸腾，使钪离子和碳酸根形成碳酸盐沉淀，冷却过滤后得到含钪沉淀，在680摄氏度下对含钪沉淀进行焙烧处理，得到品位大于98％三氧化二钪；
(4)于980摄氏度下对含铁沉淀进行第一焙烧处理，得到Fe2O3品位大于99％的铁红产品。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (2)
1.一种赤泥提钪和制备铁红的系统，其特征在于，包括：
酸浸槽，所述酸浸槽具有赤泥入口，硫酸入口和酸浸浆液出口，
第一过滤机，所述过滤机具有酸浸浆液入口、脉石相出口和酸浸滤液出口，所述酸浸浆液入口与所述酸浸浆液出口相连；
沉矾槽，所述沉矾槽具有酸浸滤液入口、氢氧化钠入口、水入口和沉铁浆液出口，所述酸浸滤液入口与所述酸浸滤液出口相连；
第二过滤机，所述第二过滤机具有沉铁浆液入口、含钪滤液出口和含铁沉淀出口，所述沉铁浆液入口与所述沉铁浆液出口相连；
第一焙烧炉，所述第一焙烧炉具有含铁沉淀入口、气体出口和铁红出口，所述含铁沉淀入口与所述含铁沉淀出口相连；
浓缩沉降槽，所述浓缩沉降槽具有含钪滤液入口、碳酸钠入口和沉钪浆液出口，所述含钪滤液入口与所述含钪滤液出口相连；
第三过滤机，所述第三过滤机具有沉钪浆液入口、含钪沉淀出口和滤液出口，所述沉钪浆液入口与所述沉钪浆液出口相连；
第二焙烧炉，所述第二焙烧炉具有含钪沉淀入口和三氧化二钪出口，所述含钪沉淀入口与所述含钪沉淀出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
磨矿装置，所述磨矿装置与所述酸浸槽的赤泥入口相连，且适于对赤泥进行细磨。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113046580A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 钪萃取预处理系统及含钪溶液的处理方法 |
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2017
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