[發(fā)明專利]一種拜耳赤泥綜合利用的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010028156.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN111137907A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗燕兵;趙成玉;劉召波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01D5/00
• 分類號(hào): C01D5/00;C22B1/02;C22B7/00;C22B21/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種拜耳赤泥綜合利用的方法，屬于冶金化工技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將拜耳赤泥與濃硫酸混合，低溫條件下完全鹽化，獲得硫酸鹽化赤泥；然后，將制備獲得的硫酸鹽化赤泥在600?900℃下焙燒，將焙燒產(chǎn)物進(jìn)行水浸，進(jìn)而固液分離，獲得富鈉低鐵浸出液和高鐵的赤泥氧化熟料；最后向浸出液中加入純堿，固液分離，蒸發(fā)結(jié)晶過濾液，得到硫酸鈉晶體；而高鐵的赤泥氧化熟料可用來提取鋁。該方法既可以制備高純的硫酸鈉，也可以提取鋁；既變廢為寶，又消除了直接堆積赤泥的危害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種拜耳赤泥綜合利用的方法。

背景技術(shù)

拜耳赤泥是鋁土礦拜耳法提煉氧化鋁過程中產(chǎn)生的廢棄物。因其富含鐵，呈赤紅色泥漿狀而得名。每生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約產(chǎn)生赤泥1.0～2.0噸。拜耳赤泥中有價(jià)元素種類繁多，如鐵、鋁、鈉、鈦、鈣和稀貴金屬元素等。我國每年產(chǎn)生的赤泥高達(dá)數(shù)千萬噸，利用率卻很低，致使赤泥堆放已達(dá)幾億噸。

赤泥中含有鐵、鋁、鈉等多種有價(jià)金屬，綜合利用價(jià)值高。實(shí)現(xiàn)其綜合利用必須以同時(shí)回收鐵、鋁為前提。同時(shí)赤泥中鐵、鋁、硅礦物嵌布粒度細(xì)微,相互膠結(jié)，鋁鐵類質(zhì)同象現(xiàn)象明顯，礦物的單體解離性能極差，難以選別，只有通過研究使鋁、鐵、礦物之間較好地分離，為有價(jià)金屬的回收提供基礎(chǔ)，才有可能實(shí)現(xiàn)該礦的綜合利用。鈉離子由于脫硅產(chǎn)物如鈉霞石、鈣霞石、方鈉石的形成而最后累計(jì)于赤泥中，其存在限制了赤泥在建材方面的應(yīng)用，這主要是由于混泥土里面的鈉離子會(huì)引起堿骨料“冒霜”效應(yīng)，從而影響建材原料如水泥的性能。雖然赤泥中鐵含量很高，同樣因?yàn)殁c離子的存在而限制了赤泥作為煉鐵原料，這主要是由于鈉離子被炭還原后，低熔點(diǎn)的堿金屬鈉在高爐內(nèi)反復(fù)循環(huán)而腐蝕爐襯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種拜耳赤泥綜合利用的方法，具體為一種純堿和拜耳法赤泥浸出液制備硫酸鈉以及提取鋁的工藝。該方法以赤泥為主要原料制備得到純凈的硫酸鈉，并從赤泥中提取鋁，既變廢為寶，又消除了直接堆積赤泥的危害。

該方法包括步驟如下：

(1)將拜耳赤泥與濃硫酸混合，在低溫條件下完全鹽化，獲得硫酸鹽化赤泥；

(2)將步驟(1)制備獲得的硫酸鹽化赤泥在600-900℃下焙燒，獲得焙燒產(chǎn)物，將焙燒產(chǎn)物進(jìn)行水浸，然后固液分離，獲得富鈉低鐵浸出液和高鐵的赤泥氧化熟料；

(3)向步驟(2)制備獲得的富鈉低鐵浸出液中加入純堿，調(diào)節(jié)溶液pH至7～10，之后將溶液固液分離，蒸發(fā)結(jié)晶過濾液，得到硫酸鈉晶體；

(4)步驟(2)中得到的高鐵的赤泥氧化熟料進(jìn)一步提取鋁。

其中，步驟(1)中拜耳赤泥與濃硫酸質(zhì)量比為1:1-1:5。

步驟(2)中水浸溫度35-65℃，水浸時(shí)間10-60min。

優(yōu)選的，步驟(2)中焙燒溫度為750℃；水浸溫度為50℃；水浸時(shí)間為30min。

步驟(4)具體為：將步驟(2)制備獲得的高鐵的赤泥氧化熟料和堿液按質(zhì)量比4:1-12:1混合后進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)溫度為100-200℃；恒溫時(shí)間為30-210min；反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行抽濾，隨后將濾渣水洗、干燥，得到含鋁渣；其中，堿液濃度為50g/L-500g/L；其中，優(yōu)選的，高鐵的赤泥氧化熟料和堿液質(zhì)量比為8:1，堿液的濃度為130g/L、150g/L、170g/L、190g/L、210g/L中的一種，進(jìn)一步，堿液濃度為190g/L；反應(yīng)溫度為110℃、130℃、150℃、170℃、190℃中的一種，進(jìn)一步，反應(yīng)溫度為150℃；反應(yīng)時(shí)間為60min、90min、120min、150min、180min中的一種，進(jìn)一步，反應(yīng)時(shí)間為120min。

優(yōu)選的，步驟(3)中pH為9。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：