從赤泥爐渣中回收鈧的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種從赤泥爐渣中回收鈧的方法。該方法包括以下步驟：赤泥煉鐵爐渣進(jìn)行硫酸化焙燒，水浸、過濾后得濾渣石膏，濾液萃取，對(duì)有機(jī)相用堿金屬堿液進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，過濾，然后用堿金屬堿液調(diào)節(jié)濾液pH值，加熱水解使鈦?zhàn)優(yōu)槌恋?，過濾，收集濾液；除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，然后用堿金屬堿液對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用硫酸溶解沉淀物，過濾，濾液加入硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽反應(yīng)，用堿金屬堿液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，加入草酸生成草酸鈧沉淀，收集沉淀物。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、操作易行，做到了赤泥的綜合利用，同時(shí)也消除了赤泥堆存給環(huán)境帶來的影響和事故隱患。
【專利說明】從赤泥爐渣中回收鈧的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從礦石中提取氧化鋁的廢棄物赤泥爐渣中回收鈧的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁礦石拜耳法氧化鋁生產(chǎn)中，鋁土礦與石灰、循環(huán)堿液混合磨制成合格礦漿后進(jìn)行溶出，在高溫、高壓作用下，礦石中的氧化鋁進(jìn)入溶液，其不溶物為赤泥。溶出后礦漿經(jīng)稀釋、沉降固液分離后，產(chǎn)生的底流赤泥漿經(jīng)三次逆向洗滌、過濾回收附堿后外排。生產(chǎn)I噸氧化鋁會(huì)產(chǎn)生1.1~1.5噸赤泥，隨著近年來氧化鋁工業(yè)的快速發(fā)展，全球每年的氧化鋁產(chǎn)量已近I 億噸，僅中國(guó)2012年的氧化鋁產(chǎn)量就達(dá)4214萬噸，赤泥排放量約5000~6000萬噸。目前世界上大量的赤泥是采用海洋排放與陸地堆存的方法進(jìn)行處置，我國(guó)對(duì)赤泥的處理大都采用平地高臺(tái)、凹地填充等方法，占用了大量土地。產(chǎn)生的赤泥為中強(qiáng)堿性，因堆放赤泥，會(huì)對(duì)地下水造成一定的污染，周圍居民生活用水以及農(nóng)作物受到一定的影響，特別是2010年，發(fā)生了匈牙利赤泥潰壩污染多瑙河事故之后，更是引起了全球?qū)Τ嗄鄦栴}的高度關(guān)注。因此赤泥的堆存管理難度及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越來越大，同時(shí)赤泥的堆放會(huì)花費(fèi)大量的輸送費(fèi)用、堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，因此氧化鋁赤泥嚴(yán)重影響制約著生態(tài)環(huán)境。
[0003]隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保問題的日益重視，近年來關(guān)于赤泥綜合利用的研究再次成為熱點(diǎn)。赤泥中有價(jià)稀有金屬種類多，如鐵、鋁、稀有金屬、稀土等，赤泥中其Fe203含量可達(dá)38%以上，A1203:16~18%,。赤泥的綜合利用研究主要包括兩個(gè)方面:一是提取赤泥中的有用成分，回收有價(jià)金屬；二是將赤泥作為一般礦物原料，整體加以利用。由于赤泥處理成本問題，許多關(guān)于赤泥的利用研究成果，還未產(chǎn)業(yè)化推廣。
[0004]地球上75%~80%的鈧伴生于鋁土礦中，生產(chǎn)氧化鋁后98%又附聚于赤泥中，由于鈧本身所具有的優(yōu)異性能，使其在國(guó)防、冶金、化工、玻璃、航天、核技術(shù)、激光、電子、計(jì)算機(jī)電源、超導(dǎo)及醫(yī)療科學(xué)等重要領(lǐng)域獲得應(yīng)用。在冶金工業(yè)中，鈧是新型的合金元素，向鋁和鋁合金中加入千分之幾的鈧，對(duì)鋁合金可以起到變質(zhì)作用，促進(jìn)晶粒細(xì)化，提高合金再結(jié)晶溫度(提高幅度達(dá)250~280°C)，增加合金強(qiáng)度、塑性、耐熱性、耐腐蝕性及可焊接性，并防止合金在高溫下長(zhǎng)期工作時(shí)脆化現(xiàn)象。如加0.4%鈧后的鋁合金，時(shí)效后抗拉強(qiáng)度可提高20~35%，流動(dòng)極限可增加60~80%，合金延伸率則增加20~25%。特別需要指出的是，氧化鈧穩(wěn)定的氧化鋯(SSZ)替代傳統(tǒng)的氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)用于固體氧化物燃料電池(S0FC)，可使SOFC的功率密度提高一倍，是非常有前景的新型中溫固體電解質(zhì)。
[0005]目前國(guó)內(nèi)外還沒有進(jìn)行對(duì)赤泥中的鈧進(jìn)行有效回收應(yīng)用的具體措施。由于赤泥中的鐵含量最高，鐵的存在影響其他有價(jià)金屬的回收利用，要對(duì)赤泥進(jìn)行有效綜合利用，首先需要對(duì)赤泥中的鐵進(jìn)行分離回收。現(xiàn)有技術(shù)工藝路線較為復(fù)雜，處理工藝麻煩，綜合利用度低，赤泥中的其他成分廢棄較多，仍然會(huì)有較大量的廢渣排出。因此，尋找一種工藝更為簡(jiǎn)單，回收率產(chǎn)品純度高，赤泥中的其他元素也能夠有效回收利用的赤泥中回收鈧的方法非常有現(xiàn)實(shí)意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種從赤泥爐渣中回收鈧的方法，該方法簡(jiǎn)化了工藝路線，赤泥中各有用成分綜合回收利用率高，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0007]本發(fā)明所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，包括以下的步驟:
A、對(duì)從礦石中提取氧化鋁生產(chǎn)后的的廢棄物赤泥進(jìn)行回收鐵元素，使鐵元素的含量降至8%以下；
B、對(duì)回收鐵元素后的爐渣與濃硫酸混合，進(jìn)行硫酸化焙燒；
C、將焙燒后的混合物進(jìn)行水浸，過濾后獲得主要含稀有金屬硫酸鹽、硫酸鋁和硫酸氧鈦金屬鹽混合溶液；
D、利用混合萃取劑對(duì)金屬鹽混合溶液進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相；
E、對(duì)有機(jī)相用堿金屬堿液進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，過濾，然后用堿金屬堿液調(diào)節(jié)濾液PH值至1.5-3.5，加熱水解使鈦?zhàn)優(yōu)槌恋?，過濾，收集濾液；
F、除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取,然后用堿金屬堿液對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃,收集沉淀物，用硫酸溶解沉淀物，過濾，濾液加入硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽反應(yīng)，用堿金屬堿液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，加入草酸生成草酸鈧沉淀，收集沉淀物，即得。
[0008]所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，還包括以下步驟:
G、將草酸鈧沉淀物清洗后，灼燒，得到高純度氧化鈧。所述的草酸鈧的灼燒溫度700~800。。。
[0009]所述的步驟A中從礦石中提取氧化鋁的方法為拜耳法、堿石灰燒結(jié)法或拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法。
[0010]所述的步驟A從赤泥中回收鐵元素的方法為高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵。如 申請(qǐng)人:的專利，名稱:“一種從氧化鋁生產(chǎn)廢棄物赤泥中回收鐵的方法”，專利號(hào):“201310006001.2”中記載的技術(shù)。
[0011]所述的高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵的方法為:
將赤泥首先經(jīng)過干燥去除大部分水份，至赤泥含水量為其總重量的12-25%，對(duì)該具有一定含水的赤泥進(jìn)行制球，隨后利用還原爐尾氣燃燒的熱量對(duì)赤泥球進(jìn)行烘干，然后將干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按25-40:15-20:2-3:1-2的比例混合，加入還原爐中進(jìn)行煉鐵，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣。
[0012]所述的高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵時(shí)，還原爐煉鐵的熱風(fēng)溫度為900~1100°C，風(fēng)壓220mmHg，爐內(nèi)熔煉溫度1550~1600°C，出爐溫度高于1400 V。
[0013]采用高溫還原熔煉直接生產(chǎn)生鐵技術(shù)，鐵回收率可達(dá)98%以上，渣中鐵含量很低。
[0014]所述的步驟B中，爐渣與濃硫酸的重量配比為1:1-2，焙燒時(shí)間為1-2小時(shí)。
[0015]所述的步驟C中水浸時(shí)，水與混合物的重量配比為2-5:1，水浸1-2小時(shí)。
[0016]所述的步驟D中，萃取的方法為:
用P2O4萃取混合溶劑萃取，按照P2O4萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:8~15的比例，將P2O4萃取混合溶劑加入金屬鹽混合溶液中，攪拌后靜置分層，稀有金屬硫酸鹽進(jìn)入有機(jī)相，硫酸鋁、硫酸氧鈦以及其他金屬離子保留在萃余液中，分離出有機(jī)相備用。
[0017]所述的步驟E中，反萃使用的堿金屬堿液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液,其濃度為70~lOOg/L ;用于溶解反萃鈦沉淀的鹽酸濃度為2~4mol/L。
[0018]所述的步驟F中，使用的堿金屬堿液優(yōu)選為氫氧化鈉溶液，其濃度為70~100g/L ；溶解沉淀物的硫酸濃度為6~9mol/L。
[0019]本發(fā)明鈧回收的化學(xué)反應(yīng)為:
其萃取及反萃機(jī)理為(H2A2表示P2O4):
P2O4 萃取:Sc3+ + 3P204 = Sc (HA2) 3 + 3H.P2O4 反萃:Sc (HA2) 3 + 3Na0H = Sc (OH) 3 I + 3HA2>3Na+
鹽酸溶解反萃渣:Sc (OH) 3+ 3HC1= Sc3++3CF+ 3H20 TBP 萃取:ScCl3 + (2 ~3) TBP = ScC13.(2 ~3) TBP
TBP 反萃:ScCl3.(2 ~3) TBP + 3Na0H = Sc(OH)3 I +3Na++3CF +(2 ~3) TBP
沉淀:2ScC13 + 3H2C204 = Sc2 (C2O4)3 I + 6HC1
灼燒:2Sc2 (C2O4) 3 + 302 = 2Sc203 + 12C02 i
硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀及堿轉(zhuǎn)化反應(yīng)式如下:
硫酸溶解二次反萃渣:2Sc (OH) 3+ 3H2S04= Sc2 (SO4) 3+ 3H20 硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀:
xK2S04+ySc2 (SO4) 3+ zH20= XK2SO4.ySc2 (SO4) 3.ζΗ20
復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化反應(yīng):
XK2SO4.ySc2 (SO4) 3.ZH2O+ 6yNa0H = 2ySc (OH) 3 I + 3yNa2S04 +xK2S04+ zH20
本發(fā)明的積極效果:`
1.本發(fā)明將氧化鋁生產(chǎn)的固體廢棄物赤泥煉鐵后的爐渣作為的原料，對(duì)稀有金屬鈧進(jìn)行回收，鈧的回收率可達(dá)65%，得到的產(chǎn)品氧化鈧純度》99.9%，產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0020]2、硫酸化焙燒主要是將物質(zhì)與濃硫酸直接混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱，使反應(yīng)溫度升高，能達(dá)到400°C以上，起到焙燒的作用，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的浸出工藝，其特點(diǎn)是反應(yīng)速度快、浸出效果好、反應(yīng)完成度高，只需要1-2小時(shí)就能夠反應(yīng)完全，并且經(jīng)過硫酸化焙燒、水浸后的渣，主要成分為硫酸鈣，可用于生產(chǎn)石膏或水泥添加劑，不會(huì)進(jìn)行外排，對(duì)環(huán)境沒有影響。整體固體廢棄物的量減少了 20~30%。
[0021]3、現(xiàn)有的鐵回收技術(shù)主要是采用磁選的方法，直接從赤泥中回收鐵精礦，鐵回收率約為20%，很不徹底，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，如果利用這樣高含鐵量的爐渣按照本發(fā)明的方法進(jìn)行硫酸焙燒，然后水浸，對(duì)金屬鹽混合溶液進(jìn)行萃取獲得有機(jī)相后，有機(jī)相進(jìn)行萃取，反萃得富鈧沉淀，鹽酸溶解沉淀后，排除鈦沉淀后回收的鈧。由于鐵離子的含量太高，對(duì)金屬鹽混合溶液進(jìn)行萃取的萃余溶液中，因?yàn)殡y免會(huì)摻雜部分的鐵離子，會(huì)影響該溶液進(jìn)行鋁回收的效果，降低了整體工藝綜合利用的回收率。
[0022]4、本發(fā)明中的原料煉鐵爐渣中含有很多有價(jià)元素，經(jīng)過硫酸化焙燒、水浸后的濾液通過萃取提取稀有金屬渣，水解析出富鈦渣，使大量的有價(jià)元素得到了富集，并且萃取剩余溶液加入石灰乳進(jìn)行堿化聚合反應(yīng)能夠獲得聚合硫酸鋁產(chǎn)品，達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)的品位，為進(jìn)一步綜合利用創(chuàng)造了有利條件。
[0023]5.本發(fā)明對(duì)赤泥煉鐵爐渣經(jīng)過硫酸化焙燒、水浸后的渣，主要成分為硫酸鈣，可用于生產(chǎn)石膏，不會(huì)進(jìn)行外排，對(duì)環(huán)境沒有影響，不產(chǎn)生新的固體廢棄物，做到了赤泥的綜合利用，減少了赤泥堆存的相關(guān)費(fèi)用，同時(shí)也消除了赤泥堆存給環(huán)境帶來的影響和事故隱患。[0024]6、本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、操作易行，成本低，生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，解決了赤泥回收稀有金屬鈧的提取技術(shù)，保證了赤泥作為氧化鈧的穩(wěn)定來源，做到了赤泥的綜合利用，減少了赤泥堆存的相關(guān)費(fèi)用，同時(shí)也消除了赤泥堆存給環(huán)境帶來的影響和事故隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明從赤泥爐渣中回收鈧的工藝流程圖【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，赤泥煉鐵爐渣進(jìn)行硫酸化焙燒，水浸、過濾后得濾渣石膏，濾液用P2O4進(jìn)行萃取，對(duì)有機(jī)相用堿金屬堿液進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，過濾，然后用堿金屬堿液調(diào)節(jié)濾液PH值至1.5-3.5，加熱水解使鈦?zhàn)優(yōu)槌恋恚^濾，收集濾液；除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，然后用堿金屬堿液對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用硫酸溶解沉淀物，過濾，濾液加入硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽反應(yīng)，用堿金屬堿液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，加入草酸生成草酸鈧沉淀，收集沉淀物，將草酸鈧灼燒，得高純度氧化鈧。
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本方法進(jìn)一步說明 實(shí)施例1
氧化鋁生產(chǎn)的固體廢棄物赤泥回收鐵后爐渣中含鐵量8%，爐渣與濃硫酸混合進(jìn)行硫酸化焙燒，爐渣與濃硫酸的重量為1: 2、焙燒2小時(shí)，然后加入3倍的水，水浸1.5小時(shí)，過濾，將水浸過濾后的金屬鹽混合溶液用P204萃取混合溶劑進(jìn)行萃取，P204萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:8，分離有機(jī)相，用100g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相得含量1.31%的富鈧沉淀，反萃的沉淀物用2mol/L的鹽酸溶解，加80g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值1.5后加熱水解；過濾除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，90g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相，用9mol/l硫 酸溶解反萃渣，加硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀，用90g/L的氫氧化鈉溶液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，3mol/L的鹽酸溶解堿轉(zhuǎn)化沉淀，草酸沉淀得草酸鈧；將草酸鈧800°C灼燒，獲得氧化鈧純度99.91 %。
[0028]實(shí)施例2
氧化鋁生產(chǎn)的固體廢棄物赤泥回收鐵后爐渣中含鐵量5%，爐渣與濃硫酸混合進(jìn)行硫酸化焙燒，爐渣與濃硫酸的重量為1: 1、焙燒I小時(shí)，然后加入2倍的水，水浸2小時(shí)，過濾，將水浸過濾后的金屬鹽混合溶液用P204萃取混合溶劑進(jìn)行萃取，P204萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:10，分離有機(jī)相，用100g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相得含量1.47%的富鈧沉淀，反萃的沉淀物用4mol/L的鹽酸溶解，加70g/L的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)溶液PH值2.5后加熱水解；過濾除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，80g/L的氫氧化鉀溶液反萃有機(jī)相，用6mol/l硫酸溶解反萃渣，加硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀，用90g/L的氫氧化鉀溶液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，4mol/L的鹽酸溶解堿轉(zhuǎn)化沉淀，草酸沉淀得草酸鈧；將草酸鈧750°C灼燒，獲得氧化鈧純度99.92%。
[0029]實(shí)施例3
將赤泥首先經(jīng)過干燥去除大部分水份，是赤泥含水量為總重量的12%，對(duì)該具有一定含水的赤泥進(jìn)行制球，隨后利用還原爐尾氣燃燒的熱量對(duì)赤泥球進(jìn)行烘干，然后將干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按25:15:2:1的比例混合，加入還原爐中進(jìn)行煉鐵，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣。爐渣加入還原爐中進(jìn)行煉鐵，還原爐煉鐵的熱風(fēng)溫度為900~1000°C，風(fēng)壓220mmHg,爐內(nèi)熔煉溫度1550~1600°C，出爐溫度高于1400 V，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣；氧化鋁生產(chǎn)的固體廢棄物赤泥回收鐵后爐渣中含鐵量3%，爐渣與濃硫酸混合進(jìn)行硫酸化焙燒，爐渣與濃硫酸的重量為1: 1.5、焙燒1.5小時(shí)，然后加入5倍的水，水浸I小時(shí)，過濾，將水浸過濾后的金屬鹽混合溶液用P204萃取混合溶劑進(jìn)行萃取，P204萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:12，分離有機(jī)相，用100g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相得含量
1.81%的富鈧沉淀，反萃的沉淀物用3mol/L的鹽酸溶解，加85g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值2.3后加熱水解；過濾除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，70g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相，用8mol/l硫酸溶解反萃渣，加硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀，用85g/L的氫氧化鈉溶液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，3mol/L的鹽酸溶解堿轉(zhuǎn)化沉淀，草酸沉淀得草酸鈧；將草酸鈧730°C灼燒，獲得氧化鈧純度99.90%。
[0030]實(shí)施例4
將赤泥首先經(jīng)過干燥去除大部分水份，是赤泥含水量為總重量的20%，對(duì)該具有一定含水的赤泥進(jìn)行制球，隨后利用還原爐尾氣燃燒的熱量對(duì)赤泥球進(jìn)行烘干，然后將干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按40:20:3:2的比例混合，加入還原爐中進(jìn)行煉鐵，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣。還原爐煉鐵的熱風(fēng)溫度為1000~1100°C，風(fēng)壓220mmHg，爐內(nèi)熔煉溫度1550~1600°C，出爐溫度高于1400 °C，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣；氧化鋁生產(chǎn)的固體廢棄物赤泥回收鐵后爐渣中含鐵量1%，爐渣與濃硫酸混合進(jìn)行硫酸化焙燒，爐渣與濃硫酸的重量為1:1.8、 焙燒1.6小時(shí),然后加入4倍的水，水浸I小時(shí),過濾,將水浸過濾后的金屬鹽混合溶液用P204萃取混合溶劑進(jìn)行萃取，P204萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:15，分離有機(jī)相，用100g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相得含量1.76%的富鈧沉淀，反萃的沉淀物用4mol/L的鹽酸溶解，加70g/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值3.5后加熱水解；過濾除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取，70g/L的氫氧化鈉溶液反萃有機(jī)相,用7mol/I硫酸溶解反萃渣，加硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽沉淀，用70g/L的氫氧化鈉溶液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，4mol/L的鹽酸溶解堿轉(zhuǎn)化沉淀，草酸沉淀得草酸鈧；將草酸鈧780°C灼燒，獲得氧化鈧純度99.93%。
【權(quán)利要求】
1.一種從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于包括以下的步驟: A、對(duì)從礦石中提取氧化鋁生產(chǎn)后的的廢棄物赤泥進(jìn)行回收鐵元素，使鐵元素的含量降至8%以下； B、對(duì)回收鐵元素后的爐渣與濃硫酸混合，進(jìn)行硫酸化焙燒； C、將焙燒后的混合物進(jìn)行水浸，過濾后獲得主要含稀有金屬硫酸鹽、硫酸鋁和硫酸氧鈦金屬鹽混合溶液； D、利用混合萃取劑對(duì)金屬鹽混合溶液進(jìn)行萃取，收集有機(jī)相； E、對(duì)有機(jī)相用堿金屬堿液進(jìn)行反萃，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，過濾，然后用堿金屬堿液調(diào)節(jié)濾液PH值至1.5-3.5，加熱水解使鈦?zhàn)優(yōu)槌恋?，過濾，收集濾液； F、除鈦后的濾液用磷酸三丁酯進(jìn)行萃取,然后用堿金屬堿液對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃,收集沉淀物，用硫酸溶解沉淀物，過濾，濾液加入硫酸鉀進(jìn)行復(fù)鹽反應(yīng)，用堿金屬堿液將復(fù)鹽進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，收集沉淀物，用鹽酸溶解沉淀物，加入草酸生成草酸鈧沉淀，收集沉淀物，即得。
2.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于，還包括以下步驟: G、將草酸鈧沉淀物清洗后，灼燒，得到高純度氧化鈧。
3.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于: 所述的步驟A中從礦石中提取氧化鋁的方法為拜耳法、堿石灰燒結(jié)法或拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法。
4.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的步驟A從赤泥中回收鐵元素的方法為高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵。
5.如權(quán)利要求4所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于，所述的高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵的方法為: 將赤泥首先經(jīng)過干燥去除大部分水份，至赤泥含水量為其總重量的12-25%，對(duì)該具有一定含水的赤泥進(jìn)行制球，隨后利用還原爐尾氣燃燒的熱量對(duì)赤泥球進(jìn)行烘干，然后將干赤泥球、焦炭、石灰石、白云石按25-40:15-20:2-3:1-2的比例混合，加入還原爐中進(jìn)行煉鐵，通過鐵渣分離得到鐵和爐渣。
6.如權(quán)利要求5所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的高溫還原熔煉生產(chǎn)生鐵時(shí)，還原爐煉鐵的熱風(fēng)溫度為900~1100°C，風(fēng)壓220mmHg，爐內(nèi)熔煉溫度1550~1600°C，出爐溫度高于1400 °C。
7.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的步驟B中，爐渣與濃硫酸的重量配比為1:1-2，焙燒時(shí)間為1-2小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的步驟C中水浸時(shí)，水與混合物的重量配比為2-5:1，水浸1-2小時(shí)。
9.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于，所述的步驟D中，萃取的方法為: 用P2O4萃取混合溶劑萃取，按照P2O4萃取混合溶劑與金屬鹽混合溶液體積比為1:8~15的比例，將P2O4萃取混合溶劑加入金屬鹽混合溶液中，攪拌后靜置分層，稀有金屬硫酸鹽進(jìn)入有機(jī)相，硫酸鋁、硫酸氧鈦以及其他金屬離子保留在萃余液中，分離出有機(jī)相備用。
10.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于: 所述的步驟E中，反萃使用的堿金屬堿液為氫氧化鈉溶液,其濃度為70~100g/L ;用于溶解反萃鈦沉淀的鹽酸濃度為2~4mol/L。
11.如權(quán)利要求1所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的步驟F中，使用的堿金屬堿液為氫氧化鈉溶液，其濃度為70~100g/L ;溶解沉淀物的硫酸濃度為6~9mol/L。
12.如權(quán)利要求2所述的從赤泥爐渣中回收鈧的方法，其特征在于:所述的草酸鈧的灼燒溫 度700~800°C 。
【文檔編號(hào)】C22B7/04GK103667728SQ201310660501
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉保偉, 甘霖, 梁愈斌, 許家偉, 張正林, 譚金玉, 張鳳朵 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司