[發明專利]用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法

有效

• 申請號: 201010615438.2
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102115823A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 謝善情
• 申請（專利權）人: 謝善情
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 蔡邦華

技術領域

本發明涉及拜爾法赤泥的治理和綜合利用技術領域，具體地，涉及用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法。

背景技術

赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業固體廢物。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。鋁土礦中鋁含量高的，采用拜爾法煉鋁，所產生的赤泥稱拜爾法赤泥。

拜爾法赤泥的主要成分為三氧化二鐵30-60%，三氧化二鋁10-20%，二氧化硅3-20%，氧化鈉2-10%，氧化鈣2-8%。每生產?1噸氧化鋁要排出0.6～2.0噸赤泥。有的國家把赤泥排入海中，因含有堿等有害物質而污染海洋，危害漁業生產。有的在陸地堆放，占用農田，污染水系，干燥后隨風飄揚，又污染大氣。為了減少污染，赤泥堆場底部應鋪設不透水層，在赤泥堆上面鋪土種植植物。但積極合理的辦法是開展綜合利用，如用赤泥生產建筑材料、土壤改良劑，以及回收其中的金屬等。

40年代以來，許多國家就拜爾法赤泥的綜合利用提出了幾十種方法，但絕大多數沒有達到工業生產的要求，主要是由于這種赤泥漿不易干燥，脫水能耗大。另外，這種赤泥中鐵和堿的含量高，也不利于制造水泥。如用以煉鐵，其中的堿會腐蝕爐襯的耐火材料，赤泥中的氧化鈦還會使爐渣粘度增加，造成高爐操作困難等。

發明內容

本發明提供用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，該方法操作簡單，設備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉化為工業上可以利用的物質，是一個經濟適用的方法。

本發明的技術方案如下：用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟:

步驟A:將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液一；

步驟B:?將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品；

步驟C:?將步驟B所得濾液一與碳酸鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾含量之和和碳酸鈉的摩爾含量之比為1:2.4-3.6，反應得到碳酸鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀和硫酸鈉，經過濾，得到含碳酸鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二；

步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出，經干燥后，得到含硫酸鈉產品；

步驟E：將步驟C所得的含碳酸鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入600-800℃高溫爐中灼燒為氧化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體；

步驟F：將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。

步驟E中所產生的二氧化碳氣體通入氫氧化鈉溶液中吸收。

本發明所述用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，所涉及的化學反應原理為：

Fe2O3+?3H2SO4=====?Fe2(SO4)3+H₂O

Al2O3+?3H2SO4=====?Al?2(SO4)3+H₂O

Na2O+?H2SO4=====?Na?2SO4+H₂O

CaO+?H2SO4=====?Ca?SO4↓+H₂O

Fe2(SO4)3+?3Na2CO3=====3Na2SO4+?Fe2(CO3)3↓

Al2(SO4)3+?3Na2CO3+6H₂O?=====3Na2SO4+2Al(OH)3↓+?3H2CO3

Fe2(CO3)3=====?Fe2O3+3CO2

2Al(OH)3=====?Al?2O3+3H₂O

2Fe2O3+C=====?4Fe+3CO2

2Al2O3+C=====?4?Al?+3CO2

本發明的有益效果為：本發明所述用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，該方法操作簡單，設備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉化為工業上可以利用的物質，是一個經濟適用的方法。

具體實施方式

實施例1：

用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟:

步驟A:將500kg拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液一；

步驟B:?將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品；