專利名稱：一種赤泥脫堿并回收鋁和鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金、化工和建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及冶金領(lǐng)域和建筑材料的制備領(lǐng)域中，對氧化鋁廠丟棄的廢渣赤泥進(jìn)行脫鈉后制備水泥、燒結(jié)磚、免蒸磚等，同時可回收其中的鋁和鐵。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁工業(yè)排除的污染性廢渣，平均每生產(chǎn)It氧化鋁，附帶產(chǎn)生f 2t赤泥，我國作為世界第四大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥550萬噸以上。目前多采取的赤泥庫(壩)濕法存放或脫水干化處理，不僅侵占農(nóng)田、污染環(huán)境、存在潰壩隱患，造成資源的二次浪費，因此對其進(jìn)行綜合利用和無害化處理十分必要。
對赤泥的開發(fā)利用，研究者們開展了建材方面、吸附材料、填充材料、農(nóng)用肥料、有價金屬的回收等方面的研究，但大多處于理論研究階段，因此總體綜合利用率僅為15%左右。
赤泥要在建筑材料領(lǐng)域得到很好應(yīng)用，必須對其進(jìn)行脫鈉處理，因為鈉的存在將對材料后期應(yīng)用過程帶來危害，其中比較嚴(yán)重的一種方式即“泛霜”，因此開展赤泥脫鈉的研究具有潛在工業(yè)價值。針對該問題，國內(nèi)外研究者進(jìn)行了大量研究。專利(CN1141264A)中提出了“燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面改性處理工藝”，以活性氧化鈣為脫堿劑，以木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣為表面改性劑，脫堿率為6(Γ70% ;專利(CN1594093A)提出了“一種拜耳法赤泥常壓脫堿方法”，以赤泥和石灰乳混合后進(jìn)行脫堿反應(yīng)，赤泥的N/S可降到O.10以下；專利(CN101468866A)提出了 “一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法”，將燒結(jié)工藝中的產(chǎn)生的赤泥進(jìn)行焙燒、粉碎后將其與水混合放入帶有攪拌裝置的氣-液-固三相反應(yīng)器中，項赤泥漿液中通入CO2氣體進(jìn)行脫堿反應(yīng)，可使赤泥的中的Na2O含量降到1%以下；專利(CN101423318A)提出了“一種赤泥脫堿的方法”，先將赤泥和硫酸進(jìn)行研磨，后添加石灰在高壓釜中進(jìn)行加熱反應(yīng)脫鈉，可使赤泥中的鈉含量低于O. 3% ;專利(CN102190322A)提出了“脫除氧化鋁工業(yè)產(chǎn)出的赤泥中鈉的方法”，采用氯化銨脫除赤泥中的堿；其他還有用磷石膏對赤泥進(jìn)行快速脫堿的方法。
以上這些方法要么處理費用比較高，要么實現(xiàn)工業(yè)化有難度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種處理成本低、脫鈉效果好、易實現(xiàn)工業(yè)化的脫鈉方法， 將赤泥中的鈉降低或脫除，并回收部分鋁和鐵，降低鈉含量的赤泥便于用于水泥和制磚等建筑材料的生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，包含以下步驟(1)浸出工藝首先將赤泥與硫酸混合；然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，所得濾渣即為處理后的赤泥；(2)浸出工藝或焙燒工藝后的洗滌溶液，經(jīng)過沉淀和樹脂吸附提取鋁和鐵，剩余的硫酸納溶液結(jié)晶后作為副廣品。
一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，包含以下步驟(1)焙燒工藝首先將赤泥與硫酸混合；然后將混合液放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，然后自然冷卻，取樣洗滌、過濾，所得濾渣即為處理后的赤泥；(2)浸出工藝或焙燒工藝后的洗滌溶液，經(jīng)過沉淀和樹脂吸附提取鋁和鐵，剩余的硫酸納溶液結(jié)晶后作為副廣品。
所述的浸出工藝中硫酸濃度為3(T200g/l，赤泥與硫酸的混合溶液液固比為3飛； 溫度為3(TllO°C，攪拌速度20(T500r/min，浸出時間為2(T80min，洗滌次數(shù)為3 8次。
所述的焙燒工藝中赤泥與硫酸的混合溶液液固比為O. 5 2，每噸赤泥的硫酸用量為5(T500kg，焙燒溫度為10(T800°C，焙燒時間為2(T80min，洗滌次數(shù)為3 8次。
所述的赤泥為拜爾赤泥、燒結(jié)法赤泥或混聯(lián)法赤泥。
本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明處理后的赤泥活性高，Na2O含量低于1%，可用于水泥、燒結(jié)磚、免蒸磚等建筑材料的應(yīng)用；(2)本發(fā)明所采取的工藝流程簡單，同時能處理某些企業(yè)的廢酸，能實現(xiàn)閉路循環(huán)，不再產(chǎn)生二次污染；(3)本發(fā)明處理成本低、脫鈉效果好、 易實現(xiàn)工業(yè)化。
具體實施方式
實施例1 :采用某拜爾赤泥與硫酸的混合溶液液固比為3 ;硫酸濃度為30g/l ;然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，溫度為110°C,攪拌速度為200r/min,浸出時間為20min, 然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，洗滌次數(shù)為3次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中的 Na2O含量為O. 85%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為 82%和90%，結(jié)晶后硫酸鈉的純度大于92%。
實施例2 采用某拜爾赤泥與硫酸的混合溶液液固比為5 ;硫酸濃度為150g/l ;然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，溫度為50°C,攪拌速度為400r/min,浸出時間為70min, 然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，洗滌次數(shù)為8次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中的 Na2O含量為O. 21%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為 75%和88%，結(jié)晶后硫酸鈉的純度大于93%。
實施例3:采用某混聯(lián)法赤泥與硫酸的混合溶液液固比為6 ;硫酸濃度為50g/l ;然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，溫度為60°C,攪拌速度為500r/min,浸出時間為70min, 然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，洗滌次數(shù)為5次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中的 Na2O含 量為O. 41%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為 70%和94%，結(jié)晶后硫酸鈉的純度大于85%。。
實施例4:采用某混聯(lián)法赤泥與硫酸的混合溶液液固比為4 ;硫酸濃度為200g/l ;然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，溫度為30°C，攪拌速度為500r/min，浸出時間為 80min，然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，洗滌次數(shù)為4次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中的Na2O含量為0. 76%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為79%和89%，結(jié)晶后硫酸鈉的純度大于92%。
實施例5:采用某拜爾赤泥與硫酸的混合溶液液固比為0. 5 ;每噸赤泥的硫酸用量為500kg ;然后將混合液放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為800°C，焙燒時間為20min，然后自然冷卻； 取樣洗滌、過濾，洗滌次數(shù)為3次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中Na2O含量為 0. 98%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為74%和89%， 結(jié)晶后硫酸納的純度大于90%。
實施例6:采用某混聯(lián)法赤泥與硫酸的混合溶液液固比為1. 5 ;每噸赤泥的硫酸用量為250kg ;然后將混合液放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400°C，焙燒時間為60min，然后自然冷卻； 取樣洗滌、過濾，洗滌次數(shù)為5次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中Na2O含量為0.22%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為89%和88%， 結(jié)晶后硫酸納的純度大于90%。
實施例7:采用某混聯(lián)法赤泥與硫酸的混合溶液液固比為2 ;每噸赤泥的硫酸用量為50kg ;然后將混合液放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為100°C，焙燒時間為80min，然后自然冷卻； 取樣洗滌、過濾，洗滌次數(shù)為8次，所得濾渣即為處理后的赤泥；處理后赤泥中Na2O含量為1.67%，經(jīng)過中和沉淀和樹脂吸附處理后，進(jìn)入溶液中的鋁和鐵的回收率分別為83%和82%， 結(jié)晶后硫酸鈉的純度大于95%。
權(quán)利要求
1.一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，其特征在于包含以下步驟 (1)浸出工藝首先將赤泥與硫酸混合；然后將混合液放入帶加熱、攪拌的容器中進(jìn)行攪拌，然后對溶液進(jìn)行洗滌過濾，所得濾渣即為處理后的赤泥； (2)浸出工藝或焙燒工藝后的洗滌溶液，經(jīng)過沉淀和樹脂吸附提取鋁和鐵，剩余的硫酸納溶液結(jié)晶后作為副廣品。
2.一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，其特征在于包含以下步驟 (1)焙燒工藝首先將赤泥與硫酸混合；然后將混合液放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，然后自然冷卻，取樣洗滌、過濾，所得濾渣即為處理后的赤泥； (2)浸出工藝或焙燒工藝后的洗滌溶液，經(jīng)過沉淀和樹脂吸附提取鋁和鐵，剩余的硫酸納溶液結(jié)晶后作為副廣品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，其特征在于硫酸濃度為3(T200g/l，赤泥與硫酸的混合溶液液固比為3 6 ;溫度為3(TllO°C，攪拌速度20(T500r/min，浸出時間為2(T80min，洗滌次數(shù)為3 8次。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，其特征在于赤泥與硫酸的混合溶液液固比為O. 5 2，每噸赤泥的硫酸用量為5(T500kg，焙燒溫度為10(T80(TC，焙燒時間為2(T80min，洗滌次數(shù)為3 8次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，其特征在于赤泥為拜爾赤泥、燒結(jié)法赤泥或混聯(lián)法赤泥。
全文摘要
本發(fā)明公開了赤泥脫鈉及回收鋁和鐵的方法，該方法的步驟為將赤泥與硫酸混合，然后進(jìn)行焙燒或攪拌浸出，后對焙燒或浸出產(chǎn)物進(jìn)行水浸、洗滌、過濾，固體渣中的Na2O含量可降低到1%以下，溶液中的鋁和鐵再經(jīng)中和沉淀、樹脂吸附等方法進(jìn)行回收。本發(fā)明具有處理工藝簡單、成本低廉，易于自動化和大規(guī)模等特點。
文檔編號C22B21/00GK103031443SQ20121057314
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者王家偉, 趙平源 申請人:貴州大學(xué)