[發明專利]脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法

有效

• 申請號: 201010121756.3
• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN102190322A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 王云山;楊剛;張金平
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C04B18/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法，特別涉及利用強酸銨鹽(氯化銨)代替強酸(鹽酸)脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法。

技術背景

赤泥是氧化鋁冶煉過程中排出的含鐵固體廢渣，隨著氧化鋁鋁工業的發展和礦石品位的下降，赤泥量愈來愈大，目前我國每年排放赤泥約2000萬噸。無論是采用拜耳法、燒結法還是聯合法，赤泥中堿含量偏高(一般高于2.5％)，因其鈉含量超標，而使其利用率較低、赤泥脫鈉，變廢為寶化成為現實的社會問題。大量的赤泥被堆放于露天堆場，不僅占用寶貴的土地資源，造成環境污染，更是一種資源浪費。如何有效地利用赤泥，使之變廢為寶成為一個現實的社會問題，也成為眾多科研工作者感興趣的研究課題。

二十世紀七十年代以來，為降低赤泥含堿量，國內外進行了多方面研究，先后出現了濕法脫鈉、火法脫鈉、細菌浸出、膜技術和選擇性絮凝等方法。火法費用高，脫鈉率低，操作條件也受到限制，若僅為降低赤泥中堿量，一般不宜采用火法；無論是拜耳法赤泥還是燒結法赤泥，濕法脫鈉都包括堿溶出法、酸浸出法，鹽浸出法等。無論采用何種方法，目的都是使赤泥經脫堿后，所得濾餅成為低堿赤泥(Na₂O＜1％)，可用作水泥生產的原料。

石灰脫堿法是目前堿溶出法中應用較多的一種方法，即將赤泥中的氧化鈉(Na₂O)用石灰(Ca(OH)₂)置換，反應方程式如(1)式所示：Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·xH₂O+Ca(OH)₂→CaO·Al₂O₃·1.7SiO₂·xH₂O+Na₂O??(1)

石灰脫堿法存在渣量大、脫鈉率低、成本高等問題。

酸浸法主要是采用濃酸浸出赤泥來實現其綜合利用，浸出劑為硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氫氟酸和二氧化硫等，該方法的關鍵是如何合理利用浸出液和浸出后的殘渣。酸浸法存在操作環境差、廢液量大且難以再處理的缺點。

鹽浸出法主要是指采用某些無機鹽溶液或其酸性溶液作浸出劑，以溶解赤泥中的氧化鈉及其它有用成分。國外先后開展過硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣廢液、及硫酸混合硫酸銨浸出等。鹽法脫鈉率較高，但赤泥漿過濾性能差。

發明內容

本發明的目的是提供一種脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法，特別是利用強酸銨鹽(氯化銨)代替強酸(鹽酸)脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法。

本發明的脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法是指以氧化鋁工業產出的高堿赤泥為處理對象，利用赤泥的強堿性使氯化銨分解并釋放出氨氣，同時使赤泥中的鈉元素、鈣元素和鎂等元素形成可溶性氯化物而與赤泥終渣分離；終渣中的鈉元素與鎂元素含量滿足水泥添加劑要求，使赤泥得以利用，消除環境污染；利用氯化銨分解釋放出的氨氣及添加的二氧化碳，使鎂和鈣氯化物形成氫氧化鎂沉淀和碳酸鈣沉淀，氯化鈉轉化成低溶解度碳酸氫鈉與氯化銨分離后經苛化返回氧化鋁生產過程循環利用，既固定了二氧化碳，又使氯化銨得以循環再生。

本發明的脫除氧化鋁工業產出的赤泥中鈉的方法主要包括氯化銨加壓浸出、過濾(固液分離)、洗滌、沉淀和氯化銨再生循環等操作步驟：