一種堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法
【專利摘要】一種堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其步驟為：將高鐵赤泥和濃度為300g/L～700g/L的強堿溶液混合進行溶出處理，堿溶液與高鐵赤泥體積質(zhì)量配比為4:1-20:1(ml/g)，溶出溫度為200-300℃，反應(yīng)時間為10-60min。溶出后液固分離得到粗堿液和脫堿高鐵赤泥，脫堿赤泥渣經(jīng)洗滌后得到富鐵渣，富鐵終渣中氧化鈉含量不大于1%、氧化鐵含量大于40%，可直接用于高爐煉鐵。該方法溶出溫度和壓力較低，脫堿效果佳，溶出過程不會產(chǎn)生二次污染。
【專利說明】一種堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堿法處理高鐵赤泥進行深度脫堿與回收氧化鋁，同時獲得可直接用于高爐煉鐵富鐵終渣的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁土礦經(jīng)強堿浸出時礦石中的鐵、鈦等雜質(zhì)和絕大部分的硅不溶解而形成的固體工業(yè)廢渣。每生產(chǎn)It氧化鋁就有1.0~1.8t赤泥產(chǎn)出，到2012年底全國氧化鋁產(chǎn)量約為3770萬t，年排出赤泥量約5000萬t。赤泥長期堆放不僅占用大量的土地，還須消耗大量人力和物力對堆場管理和維護，而且赤泥為堿性物質(zhì)，雨水沖洗赤泥產(chǎn)生的污水對水質(zhì)及土壤均有污染，同時也是對資源的一種浪費。
[0003]赤泥的化學(xué)成分與原鋁土礦的成分及氧化鋁的生產(chǎn)工藝有關(guān)，采用了拜耳法生產(chǎn)工藝處理高鐵鋁土礦產(chǎn)生的赤泥中，氧化鐵含量普遍在30%以上，這種高鐵赤泥因其鐵含量較高具有很高的利用價值。但赤泥中還含有約5-10%的氧化鈉，嚴(yán)重限制了赤泥中鐵的回收利用。目前，赤泥脫堿回收氧化鈉的方法主要是通過向赤泥里添加氧化鈣進行水熱反應(yīng)，使氧化鈉進入液相，進而達到回收氧化鈉的目的，如專利CN1594093A和CN101423318均公開了一種拜耳法赤泥脫堿方法。但是這些方法在脫除赤泥中氧化鈉時，都添加了大量氧化鈣，不可避免地降低了赤泥中氧化鐵的含量，從而降低了赤泥的利用價值，而且上述脫堿技術(shù)難以實現(xiàn)深度脫堿，極大影響了脫堿后赤泥的資源化利用。
[0004]回收高鐵赤泥中的鐵組分通常采用以下幾種方法，一是還原焙燒法，如專利CN120628097A公開了一種流化床還原磁化處理赤泥制備鐵精粉的方法，通過700-80(TC高溫使Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袕姶判缘腇e3O4,然后利用磁選提取Fe3O4 ;二是將赤泥直接通過電爐還原熔煉產(chǎn)出生鐵，或?qū)⒊嗄嘞冗€原成海綿鐵，然后用電爐熔煉成鋼，如專利CN101275182就公開了這樣的一直赤泥綜合利用方法。采用上述方法從高鐵赤泥中回收鐵工藝技術(shù)難度不大，但是普遍能耗高，經(jīng)濟性差，因此工業(yè)化應(yīng)用較少。對于氧化鋁廠固體廢棄物，亟需一種易于工業(yè)化，能耗低，進而赤泥處理成本低的赤泥深度脫堿及鐵回收技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述已有的處理高鐵赤泥方法存在的不足，提出一種可以利用堿介質(zhì)濕法處理高鐵赤泥進行深度脫堿并富集鐵，回收的鐵可直接用于高爐煉鐵配料的生產(chǎn)方法，旨在有效地節(jié)約能耗和實現(xiàn)資源的綜合利用。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明提供的處理高鐵赤泥進行深度脫堿并富集鐵，獲得可直接用于高爐煉鐵配料的方法，其步驟如下:
[0008]第一，混料:將高鐵赤泥與強堿溶液按液固比1:4-1:20的比例混勻后輸送到脫堿反應(yīng)器中；所述強堿溶液為濃度300-700g/L的氫氧化鈉溶液，也可以是對應(yīng)濃度范圍的氫氧化鉀溶液，或者苛性比大于5、Na2O (K2O)濃度為230-550g/L的鋁酸鈉溶液、鋁酸鉀溶液；
[0009]第二，脫堿及鐵富集反應(yīng):將步驟(1)得到的混合物料在反應(yīng)器中進行脫堿及鐵富集反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200-300°C，反應(yīng)時間為10-60min ；
[0010]第三，分離:將步驟(2)得到的料漿快速液固分離，固相經(jīng)過洗滌后烘干得到氧化鈉含量小于1%、氧化鐵含量大于40%的富鐵洛；
[0011]第四，堿液凈化及循環(huán):將步驟(3)得到的濾液凈化后循環(huán)利用，濾液凈化方法采用稀釋脫硅的方法或者稀釋添加氧化鈣脫硅的方法。
[0012]本發(fā)明提供的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法具有如下明顯優(yōu)越性:
[0013](I)鐵富集溫度低。本發(fā)明鐵富集反應(yīng)溫度為200~300°C，比傳統(tǒng)焙燒法降低600~800°C，大幅度降低了生產(chǎn)能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本；
[0014](2)脫堿過程不額外添加或少量添加氧化鈣等助劑，對處理后渣中氧化鐵的含量影響較小，溶出過程中不會產(chǎn)生二次污染，富鐵終渣中氧化鈣含量在20%左右，為后續(xù)高爐煉鐵創(chuàng)造有利條件；
[0015](3)可實現(xiàn)深度脫堿，脫堿處理后富鐵渣中氧化鈉含量低于1%，可直接用于高爐煉鐵；
[0016](4)脫堿與鐵富集過程耦合，實現(xiàn)深度脫堿與提升鐵品位的同步高效進行，縮短了工藝流程。
[0017]( 5 )脫堿介質(zhì)可循環(huán)利用。堿介質(zhì)在完成脫堿反應(yīng)后，經(jīng)過成熟的脫硅凈化技術(shù)就可以實現(xiàn)堿介質(zhì)的循環(huán)利用。

【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]用本發(fā)明的方法處理高鐵赤泥，以廣西某廠拜耳法高鐵赤泥為例，該拜耳法高鐵赤泥組成(wt%)如下:

【權(quán)利要求】
1.一種堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，包括以下步驟: 第一，混料:將高鐵赤泥與強堿溶液按固液質(zhì)量體積比1:4-1:20的比例混勻后輸送到脫堿反應(yīng)器中；所述強堿溶液為濃度300-700g/L的氫氧化鈉溶液，或是濃度為300-700g/L氫氧化鉀溶液，或是苛性比大于5、Na2O度為230-550g/L的鋁酸鈉溶液，或是苛性比大于5、K2O度為230-550g/L的鋁酸鉀溶液； 第二，脫堿及鐵富集反應(yīng):將步驟(1)得到的混合物料在反應(yīng)器中進行脫堿及鐵富集反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200-300°C，反應(yīng)時間為10-60min ； 第三，分離:將步驟(2)得到的料漿快速液固分離，固相經(jīng)過洗滌后烘干得到氧化鈉含量小于1%、氧化鐵含量大于40%的富鐵洛； 第四，堿液凈化及循環(huán):將步驟(3)得到的濾液凈化后循環(huán)利用，濾液凈化方法采用稀釋脫硅的方法或者稀釋添加氧化鈣脫硅的方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:所述的堿溶液為NaOH水溶液、KOH水溶液、鋁酸鈉溶液或鋁酸鉀溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:所采用的堿液中NaOH或KOH的濃度為300_700g/L，鋁酸鈉中Na2O濃度為230_550g/L，鋁酸鉀中K2O濃度為 230-550g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:堿溶液與高鐵赤泥體積質(zhì)量配比為4:1-20:1 (ml/g)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為200-300°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:反應(yīng)時間為10-60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿法處理高鐵赤泥深度脫堿與鐵富集的方法，其特征在于:處理后富鐵終渣中氧化鈉含量不大于1%、氧化鐵含量大于40%，可直接用于高爐煉鐵。
【文檔編號】C02F11/00GK104071954SQ201310108984
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】馬淑花, 丁健, 王月嬌, 鄭詩禮, 張懿 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所