一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法技术

本发明专利技术涉及一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法，包括以下步骤：1)将赤泥与硫酸铵按比例混合均匀后在一定温度下焙烧，得到焙烧熟料，焙烧过程中产生的氨气经稀硫酸收集后生成硫酸铵，可作为原料循环使用；2)将焙烧熟料进行水浸，经固液分离后得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；3)浸出渣经洗涤、干燥后得到富钛渣。该方法实现了赤泥中铁、铝、钪、钒、铬和钠的同步选择性分离和提取，而钛留着渣中得到富集，具有工艺简单、低能耗、低成本、清洁高效和硫酸铵可回收重复利用等特点，有望实现赤泥的大规模资源化利用。有望实现赤泥的大规模资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法


[0001]本专利技术属于固体工业废弃物综合利用
，具体涉及一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的强碱性固体废渣，每生产1吨氧化铝会产生1～1.5吨赤泥。据估计，我国赤泥的年排放量超过3000万吨，累计堆存量11亿吨以上。赤泥中含有多种有价组分，主要成分为氧化铁、氧化铝、氧化钠、氧化钙、二氧化钛、二氧化硅及少量稀土元素，是一种宝贵而丰富的二次资源。开展对赤泥中有价组分的综合回收，不仅具有可观的经济效益，同时又能解决赤泥堆放造成的环境污染问题。
[0003]中国专利CN103898330A公开了一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，使Fe2O3转化为Fe3O4；通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品；非磁性产品经氨水溶出氧化铝；向洗涤渣中加入高浓酸进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中；过滤出酸解渣后，将酸解液加热，加入偏钛酸晶种，钛以偏钛酸的形式析出；提取了钛以后的酸解液用P2O4萃取溶液中的钪；萃取钪后的溶液，加入氨水调节溶液的pH值，然后用P2O4萃取得到钒。中国专利CN105483383A公开了一种拜耳法赤泥粉末回收铝、铁、钪的工艺，将拜耳法赤泥粉末与碳酸钠、石灰和碳粉混合后进行高温焙烧得到焙烧产物；将焙烧产物放入碱液中溶出，分离得到浸出液和浸出渣，浸出液用于回收铝；浸出渣通过磁选筛选出磁性矿物和非磁性矿物，磁性矿物用于回收铁；非磁性矿物经过干燥后与氯化物充分混合焙烧，得到焙烧产物；焙烧产物直接用水浸出，过滤后得到浸出液和浸出渣；浸出液为含钪溶液，用于回收钪。中国专利CN112795784A公开了一种赤泥中有价组分综合回收的方法：将赤泥、硫酸铵盐以及硫酸混合，在含水蒸气的气氛中焙烧，得到焙烧熟料和尾气；将焙烧熟料浸出得到浸出液和浸出渣；将浸出液与还原剂混合，还原反应后调节pH值，发生水解反应，得到偏钛酸和水解母液；将水解母液进行萃取，得到含钪萃取液和萃余液；调节萃余液pH，发生沉淀反应，得到混合沉淀和沉淀母液；将混合沉淀碱溶后得到铝酸盐溶液和剩余沉淀。
[0004]现有的赤泥资源化利用取得了一定成果，但也存在一些问题和不足。赤泥中有价组分的综合提取通常是根据其特性采用不同方法按先后顺序依次分步提取、工艺流程复杂、能耗高、三废排放多和回收成本较高。

技术实现思路

[0005]针对上述现有赤泥资源化利用方法的不足，本专利技术提出了一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法。该方法实现了赤泥中铁、铝、钪、铬和钠的同步选择性分离和提取，而钛留着渣中得到富集，具有工艺简单、低能耗、低成本、清洁高效和硫酸铵可回收重复利用等特点，有望实现赤泥的大规模资源化利用。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]将赤泥与硫酸铵按比例混合均匀后在一定温度下焙烧，得到焙烧熟料，焙烧过程中产生的氨气经稀硫酸收集后生成硫酸铵，可作为原料循环使用；将焙烧熟料进行水浸，经固液分离后得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；浸出渣经洗涤、干燥后得到富钛渣。
[0008]优先地，所述赤泥的粉末粒径小于0.15mm。
[0009]上述方法，包括以下步骤：
[0010]S1.将赤泥与硫酸铵按质量比为1:6～1:10混合均匀后在325～375℃条件下焙烧45～105min；
[0011]S2.将步骤S1得到的焙烧熟料进行水浸,浸出条件为：浸出温度为70～99℃，浸出时间为20～100min，液固比为6:1～12:1mL/g，搅拌速度为300～500r/min；
[0012]S3.将步骤S2得到的料浆进行固液分离，得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；
[0013]S4.将步骤S3得到的浸出渣经蒸馏水洗涤、120℃干燥后得到富钛渣。
[0014]本专利技术的原理如下：
[0015]本专利技术采用硫酸铵为添加剂，在焙烧过程中硫酸铵和赤泥中的组分可能发生的化学反应如下：
[0016](NH4)2SO4(s)＝NH4HSO4(l)+NH3↑ꢀꢀ
(1)
[0017]2(NH4)HSO4(l)＝(NH4)S2O7(s)+H2O
↑ꢀꢀ
(2)
[0018]6(NH4)2SO4+Me2O3＝2(NH4)3Me(SO4)3+6NH3↑
+3H2O
↑ꢀꢀ
(3)
[0019]6NH4HSO4+Me2O3＝2(NH4)3Me(SO4)3+3H2O
↑ꢀꢀ
(4)
[0020]4(NH4)3Me(SO4)3+Me2O3＝6NH4Me(SO4)2+6NH3↑
+3H2O
↑ꢀꢀ
(5)
[0021]其中Me代表Al、Fe和Sc。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术采用硫酸铵作为添加剂，通过控制焙烧条件与浸出条件，使赤泥中铁、铝、钪、铬和钠转化为硫酸盐，并在随后的水浸过程进入浸出液，从而达到同步选择性分离和提取，而钛留着渣中得到富集，富钛渣可作为下一步提取钛的原料。
[0024](2)本专利技术具有工艺简单、低能耗、低成本、清洁高效和硫酸铵可回收重复利用等特点，有望实现赤泥的大规模资源化利用。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]1)将赤泥干燥、磨细至过分样筛，获得粒径小于0.15mm的固体粉末；
[0027]2)将赤泥与硫酸铵按质量比为1:6混合均匀后在375℃条件下焙烧105min；焙烧过程中产生的氨气经稀硫酸收集后生成硫酸铵，可作为原料循环使用；
[0028]3)将步骤2)得到的焙烧熟料进行水浸，浸出条件为：浸出温度为70℃，浸出时间为60min，液固比为10:1mL/g，搅拌速度为400r/min；
[0029]4)将步骤3)得到的料浆进行固液分离，得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；浸出液中铁浸出率为92.7％，铝浸出率为68.2％，钪浸出率为92.5％，钒浸出率为93％，铬浸出率为95.6％，钠浸出率为98.6％；
[0030]5)将步骤4)得到的浸出渣经蒸馏水洗涤、120℃干燥后得到富钛渣。
[0031]实施例2
[0032]1)将赤泥干燥、磨细至过分样筛，获得粒径小于0.15mm的固体粉末；
[0033]2)将赤泥与硫酸铵按质量比为1:10混合均匀后在350℃条件下焙烧45min；焙烧过程中产生的氨气经稀硫酸收集后生成硫酸铵，可作为原料循环使用；
[0034]3)将步骤2)得到的焙烧熟料进行水浸，浸出条件为：浸出温度为99℃，浸出时间为100min，液固比为8:1mL/g，搅拌速度为500r/min；
[0035]4)将步骤3)得到的料浆进行固液分离，得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；浸出液中铁浸出率为95.8％，铝浸出率为72.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从赤泥中同步回收铁铝钪钒铬钠并富集钛的方法，其特征在于，将赤泥与硫酸铵按比例混合均匀后在一定温度下焙烧，得到焙烧熟料，焙烧过程中产生的氨气经稀硫酸收集后生成硫酸铵，可作为原料循环使用；将焙烧熟料进行水浸，经固液分离后得到含铁铝钪钒铬钠的浸出液和浸出渣；浸出渣经洗涤、干燥后得到富钛渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赤泥的粉末粒径小于0.15mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1....

【专利技术属性】
技术研发人员：李新生，李元健，李福成，石磊，张峰，张传鑫，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：