[发明专利]回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法有效

专利信息
申请号: 202011437028.3 申请日: 2020-12-07
公开(公告)号: CN112499657B 公开(公告)日: 2023-03-17
发明(设计)人: 张绪祎;杨海瑞;邵海杰 申请(专利权)人: 张绪祎;杨海瑞;邵海杰
主分类号: C01F7/46 分类号: C01F7/46;C01D1/28
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 黄玉霞
地址: 100084 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 回收 贫铁赤泥中碱 氧化铝 液态 熔融 烧结 方法
【说明书】:

发明公开了一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法,所述方法包括:(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结,以便得到熔化液态物料;(2)将所述熔化液态物料进行冷淬,以便得到固体颗粒;(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出,以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。该方法采用熔化烧结和冷淬工艺对贫铁赤泥进行处理,可以在缩短反应时间的同时提高贫铁赤泥中碱和铝回收率。

技术领域

本发明属于有色金属技术领域,具体涉及一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法。

背景技术

在世界氧化铝产量中我国占70%以上,氧化铝生产产生大量赤泥,目前全国年产1亿吨以上。因各组分性质特殊,技术能力不足,只有4%被低值利用,其余只能填埋,造成严重污染。废弃物的高值转化利用,具有重要现实意义。

赤泥中各组分依可用价值排序为:三氧化二铁-碱和氧化铝-钙、硅、钛氧化物。当回收占30-50wt%的三氧化二铁后,需要从贫铁尾粉中回收碱和氧化铝。贫铁赤泥中的碱和氧化铝是以难溶的硅铝酸钠形式存在,在现有研究中,回收贫铁赤泥中的碱和氧化铝有两种技术路线,其一是在拜耳法生产氧化铝工艺基础上,加钙并提高压力和温度,溶液反应生成可溶铝酸钠。个别企业已建成运行,但设备运行半年后发现严重腐蚀而停产。实际上,在高温、高压和高碱浓度下,金属会发生苛性脆化所致。另一路线是烧结法,在品位不够高的铝矾土中加入碱和石灰后在回转窑中烧结至1200℃以上,然后溶出的烧结法是现有氧化铝生产的成熟工艺,同时经高温烧结后的溶出条件是常压、90-95℃,相对温和。然而由于贫铁赤泥中含有较多熔点仅1100℃的氧化钛与碱的共熔物,再用回转窑烧结已不可能。另一方面在回转窑内组分间为固-固接触,需要较长的反应时间,造成设备庞大,操作条件苛刻。

因此,现有的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的技术有待探究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法,该方法采用熔化烧结和冷淬工艺对贫铁赤泥进行处理,可以在缩短反应时间的同时提高贫铁赤泥中碱和铝回收率。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:

(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结,以便得到熔化液态物料;

(2)将所述熔化液态物料进行冷淬,以便得到固体颗粒;

(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出,以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。

根据本发明实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法,由于贫铁赤泥中氧化钛和碱的共熔物的熔点最低,一旦氧化钛与碱的共熔物开始熔化,将会产生共熔现象,即其他组分熔点将降低,使得贫铁赤泥与氧化钙的反应在熔化液态环境下进行,其反应过程为液-液接触,较常规回转窑中反应时间可以缩短5~10倍,然后将得到的熔化液态物料进行冷淬,各组分来不及结晶,从而可以获得很高反应活性的固体颗粒,最后将得到的固体颗粒磨细后进行稀碱溶出,分离即可回收碱和氧化铝,具体的,采用本申请的方法碱和铝回收率可高达96%以上。

另外,根据本发明上述实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法还可以具有如下附加的技术特征:

在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述熔化烧结的设备为熔料炉。由此,可以在降低投资和运行成本的同时提高碱和铝回收率。

在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述氧化钙添加量为所述贫铁赤泥中二氧化硅和二氧化钛之和当量的2-2.8倍。由此,可以提高碱和铝回收率。

在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述熔化烧结温度为1150~1400℃。由此,可以提高碱和铝回收率。

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