[發明專利]赤泥氫還原鐵二次熱熔鹽鐵、鈧、鎵、鋁、鈦、硅分解工藝

有效

• 申請號: 202110447775.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113044868B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 胡長春;龔景仁;胡曉雪
• 申請（專利權）人: 青島核盛智能環保設備有限公司
• 主分類號: C01F7/76
• 分類號: C01F7/76;C01G23/00;C21B13/12;C01C1/02;C01B33/12;C22B7/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 張灑灑

本發明公開了一種赤泥氫還原鐵二次熱熔鹽鐵、鈧、鎵、鋁、鈦、硅分解工藝，其技術方案為：S1：赤泥與氨氣熱解氧化鐵氫還原反應；S2：反應后的產物磁選出的磁性還原鐵進入電爐中冶煉熔融得到高純鐵；S3：磁選后的非磁性材料與氯化銨飽和溶液反應，將產物中的鈣鎂含量控制在0.1wt％以內，過濾得到固體氧化鋁、氧化鈦、二氧化硅；S4：反應后的液體氯酸鹽先經樹脂吸附、萃取提取其中的稀有元素，剩余的液體氯酸鹽再進行濃縮結晶分離，得到固體氯化物；S5：過濾得到的固體與硫酸銨反應，得到硫酸鋁氨、硫酸氧鈦、固體二氧化硅和氨氣。本發明的工藝大幅度降低了能耗，提高了產品的商業價值，縮短了工藝流程，使赤泥的處理具有更好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及赤泥利用技術領域，具體涉及一種赤泥氫還原鐵二次熱熔鹽鐵、鈧、鎵、鋁、鈦、硅分解工藝。

背景技術

赤泥是拜耳法也是堿法生產氧化鋁產生的廢渣，由于二氧化硅，氧化鋁都溶于鈉堿，所以氧化鋁是溶解提取不徹底的，產生大量的鈉硅渣，鈉是以硅酸鈉鋁酸鈉形成的無機大分子材料聚硅酸鋁，使氧化鋁的溶出無法徹底進行。赤泥以含有大量的鈉堿與粉塵危害人們的生產生活環境，現實以堆存為主的處理方式。隨著富礦的減少渣量也在增長，如何實現資源化是人們所夢寐以求的。

赤泥中個各元素既不多也不少，單獨提取哪種元素都沒有經濟效益。而鈧、鎵元素又是稀散元素至今沒有獨立的礦藏存在。赤泥是人類開采礦物原料中鈧、鎵元素存有量最高的材料，占鈧、鎵總量的80％以上；同時又是提取鋁后又富集一次鈧、鎵、鈧只溶于酸，又非常稀少。酸法萃取、離子樹脂吸附是成熟的生產工藝。使赤泥的利用成為世界性上的難題，最根本的原因在于找不到具有良好經濟效益的工藝方法。

發明專利201310103941.3“鐵、鋁、鈦還原熔鹽法無渣生產工藝”雖然可以解決赤泥的利用問題，但是仍有不足：能耗高、成本高、投資大、產品商業價值低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，針對拜耳法鈉堿鋁提取不徹底的問題，產生大量固體廢渣的污染問題，提供一種赤泥氫還原鐵二次熱熔鹽鐵、鈧、鎵、鋁、鈦、硅分解工藝，大幅度降低了能耗，提高了產品的商業價值，縮短了工藝流程，使赤泥的處理具有更好的經濟效益。本發明的二次熱熔鹽充分利用了赤泥磨細、提鋁、富集鈧鎵的優勢，使赤泥實現固廢資源化，不同于拜耳法堿法工藝、也不同于酸法工藝，實現了經濟、無三廢的鐵、鋁、鈦生產工藝。

本發明的技術方案為：

赤泥氫還原鐵二次熱熔鹽鐵、鈧、鎵、鋁、鈦、硅分解工藝，包括以下步驟：

S1：赤泥與氨氣在氫還原爐中進行熱解氫還原反應；

S2：步驟S1反應后的產物進入電磁選機，磁選出的磁性還原鐵一部分進入電爐中冶煉熔融得到高純鐵，另一部分作為還原鐵用于粉末冶金；

S3：步驟S2磁選后的非磁性材料進入反應攪拌罐中與氯化銨飽和溶液反應，將產物中的鈣鎂含量控制在0.1wt％以內，過濾得到固體氧化鋁、氧化鈦、二氧化硅；

S4：步驟S3反應后的液體氯酸鹽先經樹脂吸附、萃取提取其中的稀有元素，剩余的液體氯酸鹽再進行濃縮結晶分離，得到固體氯化物；

S5：步驟S3過濾得到的固體氧化鋁、氧化鈦、二氧化硅與硫酸銨反應，得到硫酸鋁氨、硫酸氧鈦、固體二氧化硅和氨氣。

優選地，步驟S1中，反應溫度為800-950℃，反應時間為30-60min。

優選地，步驟S1中，采用電加溫對氫還原爐進行加熱。

優選地，步驟S1中，氫還原爐的尾氣經回收利用后進入水洗除塵塔后排空。

優選地，步驟S3中，氣體從反應攪拌罐上部進入氨洗滌塔得到氨水，氨水進入氨精餾塔得到液氨；液氨通過氫還原爐余熱，熱解得到氫后再進入氫還原爐內完成氫還原鐵與非金屬碳酸鹽氧化物熱分解。