[發(fā)明專利]一種綜合利用高鐵赤泥的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811169783.0
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109250741A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于海燕;潘曉林;吳艷;畢詩文
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C01F7/08
• 分類號: C01F7/08;C01F7/14;C01B33/24
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發(fā)明涉及一種綜合利用高鐵赤泥的方法，包括下述步驟，S1：將高鐵赤泥除鐵后與石灰、堿和循環(huán)母液混合配料，配好料漿后進(jìn)行窯外烘干；S2：將烘干原料進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)反應(yīng)，得到燒結(jié)熟料；S3：將燒結(jié)熟料進(jìn)行浸出反應(yīng)，之后過濾，液固分離后得到浸出渣和浸出液；S4：將浸出液進(jìn)行處理，根據(jù)具體需求選擇種分、碳分或者蒸發(fā)結(jié)晶工序，或自由組合，反應(yīng)得到溶液需要調(diào)整后返回混料工序；S5：浸出渣在氫氧化鈉溶液的作用下進(jìn)行脫堿反應(yīng)，液固分離后得到硅酸鈣粉體和脫堿液，脫堿液一部分作為產(chǎn)品，一部分返回脫堿。通過本發(fā)明的方法對高鐵赤泥進(jìn)行了全部回收，制備出含鋁系列產(chǎn)品、鐵產(chǎn)品和硅酸鈣粉體材料，此方法可以大宗的消納高鐵赤泥，實現(xiàn)了高鐵赤泥的回收及增值利用，達(dá)到了資源綠色利用的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種綜合利用高鐵赤泥的方法，屬于赤泥綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

赤泥是氧化鋁在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣，赤泥的產(chǎn)出量，因礦石品位、生產(chǎn)方法、技術(shù)水平而異。一般每生產(chǎn)1t氧化鋁，伴隨著就會產(chǎn)生1.0～1.7t的赤泥，目前累積堆存的赤泥超過三億噸。大量的赤泥不能得到有效利用，只能依靠大面積的堆場堆放，不但占用了大量土地，同時因為赤泥的高堿性，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。截止到2016年，累計堆存量達(dá)4億噸以上，成為一大環(huán)保隱患。

由于氧化鋁的生產(chǎn)方法不同，其生產(chǎn)的赤泥成分、性質(zhì)、物相各異。拜耳法產(chǎn)生的赤泥中堿金屬含量高；燒結(jié)法和聯(lián)合法產(chǎn)生的赤泥CaO含量高，堿和鐵含量較低。這種差異決定了赤泥利用的不同方法。國內(nèi)外學(xué)者在赤泥的綜合利用方面進(jìn)行了大量卓有成效的研究，主要包括兩個方面：一是提取赤泥中的有用組分，回收高價金屬，如回收氧化鐵、氧化鋁、氧化鈉、氧化硅、氧化鈣、氧化鋅等。二是將赤泥作為原材料用于制造低附加值的建筑材料，如做墻體材料、水泥、微晶玻璃等。但是由于赤泥中的堿含量較高，不利于赤泥在建筑材料中的應(yīng)用。近年來，許多科研單位致力于赤泥中有用物質(zhì)回收技術(shù)的開發(fā)，尤其是赤泥中鋁和堿的回收。在現(xiàn)有鋁資源短缺的背景下，如何實現(xiàn)對赤泥的消納并對其中的有價元素進(jìn)行回收具有重要的現(xiàn)實意義，具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前關(guān)于從赤泥中回收鋁的方法主要有浮選，石灰燒結(jié)法及浸出等工藝。范先鋒等人對拜耳法赤泥進(jìn)行了浮選工藝研究。小型閉路浮選試驗表明，可以丟棄45.74％的赤泥，回收65.52％的Al₂O₃，其中鋁硅比為7.53的占62.01％，可直接返回拜爾法溶浸，而鋁硅比4.78的占2.86％，可作為燒結(jié)法的原料。

關(guān)于赤泥脫堿的方法主要有石灰脫堿法、水洗脫堿法、鹽類脫堿法、懸浮碳化脫堿法、石灰—硫酸聯(lián)合脫堿法及其他新型脫堿方法，如離子膜脫堿法、細(xì)菌脫堿法和火法脫堿。然而，上述脫堿方法均存在不同程度的問題，在常壓下石灰脫堿法效果不理想而在高壓下則成本較高；水洗法脫除效率較低，僅能洗掉附著堿而對結(jié)合堿無效；氯化鎂和氯化銨脫堿法中的氯離子會腐蝕設(shè)備并不利于后續(xù)赤泥的應(yīng)用；CO₂懸浮脫堿法，其中的CO₂僅對赤泥中的Na₂O·Al₂O₃、Na₂SiO₃和Na₂CO₃起作用，卻對Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O不起作用，而赤泥中大部分的鈉是以Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O的形態(tài)存在，因此該方法脫除效率不髙；現(xiàn)有的石灰與硫酸聯(lián)合脫堿法中，酸法與堿法并存，易浪費原料，同時工藝較復(fù)雜，且使用了高壓釜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種綜合利用高鐵赤泥的方法，實現(xiàn)了對赤泥的完全回收，并同時制備了高附加值的含鋁產(chǎn)品和硅酸鈣粉體材料，實現(xiàn)了變廢為寶。