[發明專利]一種從拜耳法赤泥中分離有用組分的方法

有效

• 申請號: 201210248750.1
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102757078A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 潘愛芳;馬潤勇;馬昱昭
• 申請（專利權）人: 潘愛芳
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C01B33/12;C01F7/02;C01G49/02;B09B3/00
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 車寧華

技術領域

本發明屬于固體廢棄物的綜合利用技術領域，涉及一種發電、冶金、化工綜合生產過程中所排放的固體廢棄物的綜合利用技術，尤其是一種拜耳法生產氧化鋁所排放的赤泥的綜合利用方法。

背景技術

赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產1噸氧化鋁，附帶產生1.0～2.0噸赤泥。中國作為世界第4大氧化鋁生產國，每年排放的赤泥高達數百萬噸。大量赤泥的堆放，不僅占用了大量土地，同時對環境造成嚴重的污染。其中，赤泥中含有大量的強堿性化學物質，稀釋10倍后其pH值仍為11.25-11.50(原土為12以上)，極高的pH值決定了赤泥對生物和金屬、硅質材料的強烈腐蝕性。高堿度的污水滲入地下或進入地表水，使水體pH值升高，從而造成更為嚴重的水體污染。尤其是赤泥中含有多種微量元素，且放射性鐳、釷、鉀含量也較高，一般內外照白指數均在2.0以上，因此還屬于危險固體廢物。截至目前，國內外尚無有效的工業化處理方法，即使過去發達國家也多是排入海中，成為一道世界性環保難題。

二十世紀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，主要是由于這該類赤泥漿不易干燥,脫水能耗大，且由于其中鐵和堿的含量高，也不利于制造水泥。如果用以煉鐵，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。近年來，拜耳法赤泥在我國赤泥總量中占的比例正在不斷增加。

面對地球的礦產資源因長期開采而儲量日益減少的今天，加強赤泥等工業廢渣的回收利用，對解決礦產資源短缺，改善人類生存環境有重要意義，因此對赤泥的綜合利用與處置受到國家、當地政府及有關部門的高度關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從拜耳法赤泥中分離有用組分的方法，以克服現有技術的缺點。本發明可將拜耳法赤泥中所有的組分全部分離成為高附加值產品，實現赤泥的資源化，并實現零排放。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

一種從拜耳法赤泥中分離有用組分的方法，包括下列步驟：

(1)沉降分離：將拜耳法赤泥沉降分離，得到一道濾液和赤泥漿料；

(2)料漿焙燒：將步驟(1)獲得的赤泥料漿濕法給料，焙燒得到焙燒熟料；

(3)循環水浸：步驟(2)獲取的焙燒熟料中加入水，并浸取后過濾，分別得到一道濾渣和二道濾液；所得二道濾液被循環用于對步驟(2)所得焙燒熟料的浸取；所得二道循環濾液分解得到氫氧化鋁；

(4)酸浸：向步驟(3)獲得的一道濾渣中加入硫酸，過濾得到二道濾渣和三道濾液；

(5)提硅：將步驟(4)得到的三道濾液陳化，過濾得到三道濾渣和四道濾液；三道濾渣洗滌得到微細硅酸；

(6)循環酸浸：將步驟(5)所得四道濾液調整酸濃度后，對步驟(3)所得一道濾渣循環實施步驟(4)至步驟(5)，得到五道濾液，直至五道濾液中鋁、鐵達到近飽和；

(7)獲取鋁鐵混合物：將步驟(6)所得近飽和鋁、鐵五道濾液濃縮、降溫結晶，得到AlCl₃和FeCl₃混合晶體；將混合晶體置于排煙熱解裝置中，熱解得到鋁鐵混合物，同時回收硫酸；

(8)鋁鐵分離：向步驟(7)所得的硅鋁混合物加入步驟(1)所得一道濾液，并使其pH值大于9、體系溫度保持在60℃～100℃；反應完全后過濾，濾液為NaAlO2溶液，濾渣為Fe(OH)₃；

(9)獲取氫氧化鋁：對步驟(8)所得NaAlO₂溶液晶種分解，獲得氫氧化鋁。

所述步驟(1)中：所述赤泥漿料的含水率為36-46%。

所述步驟(2)中：在800℃-990℃溫度條件下焙燒30分鐘-60分鐘，得到焙燒熟料。

所述步驟(3)中：步驟(2)獲取的焙燒熟料中按固液比1:6-1:50的比例加入水，并在溫度60—80℃條件下浸取10-30分鐘；并浸取后過濾，分別得到二道濾液和一道濾渣；所得二道濾液被循環用于對步驟(2)所得焙燒熟料的浸取。

所述步驟(4)中：向步驟(3)獲得的一道濾渣中加入4mol/L～10mol/L的工業硫酸，并使固液質量比為1：4～1：20；過濾得到二道濾渣和三道濾液；三道濾液含硅、鋁和鐵；二道濾渣洗滌得到硫酸鈣產品。

所述步驟(5)中：將步驟(4)得到的三道濾液，在溫度60℃～100℃條件下保持30～80分鐘后過濾，過濾得到三道濾渣和四道濾液；三道濾渣洗滌得到微細硅酸；四道濾液含鋁和鐵。