[发明专利]一种从拜耳法赤泥中分离有用组分的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物的综合利用技术领域，涉及一种发电、冶金、化工综合生产过程中所排放的固体废弃物的综合利用技术，尤其是一种拜耳法生产氧化铝所排放的赤泥的综合利用方法。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量赤泥的堆放，不仅占用了大量土地，同时对环境造成严重的污染。其中，赤泥中含有大量的强碱性化学物质，稀释10倍后其pH值仍为11.25-11.50(原土为12以上)，极高的pH值决定了赤泥对生物和金属、硅质材料的强烈腐蚀性。高碱度的污水渗入地下或进入地表水，使水体pH值升高，从而造成更为严重的水体污染。尤其是赤泥中含有多种微量元素，且放射性镭、钍、钾含量也较高，一般内外照白指数均在2.0以上，因此还属于危险固体废物。截至目前，国内外尚无有效的工业化处理方法，即使过去发达国家也多是排入海中，成为一道世界性环保难题。

二十世纪40年代以来，许多国家就拜尔法赤泥的综合利用提出了几十种方法，但绝大多数没有达到工业生产的要求，主要是由于这该类赤泥浆不易干燥,脱水能耗大，且由于其中铁和碱的含量高，也不利于制造水泥。如果用以炼铁，其中的碱会腐蚀炉衬的耐火材料，赤泥中的氧化钛还会使炉渣粘度增加，造成高炉操作困难等。近年来，拜耳法赤泥在我国赤泥总量中占的比例正在不断增加。

面对地球的矿产资源因长期开采而储量日益减少的今天，加强赤泥等工业废渣的回收利用，对解决矿产资源短缺，改善人类生存环境有重要意义，因此对赤泥的综合利用与处置受到国家、当地政府及有关部门的高度关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从拜耳法赤泥中分离有用组分的方法，以克服现有技术的缺点。本发明可将拜耳法赤泥中所有的组分全部分离成为高附加值产品，实现赤泥的资源化，并实现零排放。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种从拜耳法赤泥中分离有用组分的方法，包括下列步骤：

(1)沉降分离：将拜耳法赤泥沉降分离，得到一道滤液和赤泥浆料；

(2)料浆焙烧：将步骤(1)获得的赤泥料浆湿法给料，焙烧得到焙烧熟料；

(3)循环水浸：步骤(2)获取的焙烧熟料中加入水，并浸取后过滤，分别得到一道滤渣和二道滤液；所得二道滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取；所得二道循环滤液分解得到氢氧化铝；

(4)酸浸：向步骤(3)获得的一道滤渣中加入硫酸，过滤得到二道滤渣和三道滤液；

(5)提硅：将步骤(4)得到的三道滤液陈化，过滤得到三道滤渣和四道滤液；三道滤渣洗涤得到微细硅酸；

(6)循环酸浸：将步骤(5)所得四道滤液调整酸浓度后，对步骤(3)所得一道滤渣循环实施步骤(4)至步骤(5)，得到五道滤液，直至五道滤液中铝、铁达到近饱和；

(7)获取铝铁混合物：将步骤(6)所得近饱和铝、铁五道滤液浓缩、降温结晶，得到AlCl₃和FeCl₃混合晶体；将混合晶体置于排烟热解装置中，热解得到铝铁混合物，同时回收硫酸；

(8)铝铁分离：向步骤(7)所得的硅铝混合物加入步骤(1)所得一道滤液，并使其pH值大于9、体系温度保持在60℃～100℃；反应完全后过滤，滤液为NaAlO2溶液，滤渣为Fe(OH)₃；

(9)获取氢氧化铝：对步骤(8)所得NaAlO₂溶液晶种分解，获得氢氧化铝。

所述步骤(1)中：所述赤泥浆料的含水率为36-46%。

所述步骤(2)中：在800℃-990℃温度条件下焙烧30分钟-60分钟，得到焙烧熟料。

所述步骤(3)中：步骤(2)获取的焙烧熟料中按固液比1:6-1:50的比例加入水，并在温度60—80℃条件下浸取10-30分钟；并浸取后过滤，分别得到二道滤液和一道滤渣；所得二道滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取。

所述步骤(4)中：向步骤(3)获得的一道滤渣中加入4mol/L～10mol/L的工业硫酸，并使固液质量比为1：4～1：20；过滤得到二道滤渣和三道滤液；三道滤液含硅、铝和铁；二道滤渣洗涤得到硫酸钙产品。

所述步骤(5)中：将步骤(4)得到的三道滤液，在温度60℃～100℃条件下保持30～80分钟后过滤，过滤得到三道滤渣和四道滤液；三道滤渣洗涤得到微细硅酸；四道滤液含铝和铁。