[发明专利]一种梯级回收赤泥中铁钠资源及尾渣全量化利用的方法

说明书

本发明公开了一种梯级回收赤泥中铁钠资源及尾渣全量化利用的方法，将赤泥原料磨细后加入硫酸进行酸浸使Fe、Na溶解；向浸出液中加入过量的氨水获得Fe(OH)subgt;3/subgt;固体，对Fe(OH)subgt;3/subgt;固体进行煅烧，即可得到Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;产品；向固液分离出Fe(OH)subgt;3/subgt;固体的溶液中加入NaOH进行化学反应，对化学反应后的剩余溶液采用蒸发结晶法，即可获得钠盐Nasubgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;；对浸出尾渣进行压滤，向滤饼中加入辅料，再通过湿法研磨混匀、压制成型和烧结，即可获得不同用途的建筑陶瓷产品。本发明处理工艺简单，成本低，没有引入其他的二次污染，并且避免了目前铁回收过程中的气氛控制过程及大量污染性气体的产生，在赤泥的综合利用领域具有较好的应用前景，适宜进行工业化推广。

技术领域

本发明属于工业固体废物资源化技术流域，具体涉及一种赤泥中铁钠资源回收和尾渣整体资源化利用方法，特别适合富含铁、铝、钠等金属元素赤泥的全量化资源利用。

背景技术

赤泥是铝土矿经过高浓度NaOH溶液浸出其中的Al后，产生的大宗工业废渣。具体的流程为：在高温高压的实验条件下，铝土矿中的Al₂O₃会与NaOH溶液发生反应，生成铝酸钠。生成铝酸钠的同时，铝土矿中的其他组分，如SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂氧化物等则并不会与碱发生反应。将上述在NaOH溶液中不溶的、仍以固体形式存在的固体物分离出来，即得到了赤泥。在固液分离的过程中，仍然会有一部分NaOH溶液会随着固体物分离出来，因此，最终获得到的废弃物通常为呈泥浆状的流体，并且，由于其中含有稍过量的Fe₂O₃，这些废弃物通常呈现出暗红色或砖红色，故称为赤泥。

赤泥的回收利用一直是氧化铝行业面临的难题和技术难关。据文献报道，每生产1吨的Al₂O₃时，需要产生1.5-2.0吨左右的赤泥。中国作为世界第一大氧化铝生产国，每年排放的赤泥近亿吨，累积堆存的赤泥已经超过了13亿吨。赤泥中Fe₂O₃等的含量一般较高，此外还含有4-10％的Na₂O。赤泥的大量堆存不仅占用大量土地，对环境造成严重污染，也造成市场中缺口较大的铝土矿资源的严重浪费；另外，现在国内外铝厂对于赤泥的处理，大多采用的都是输送堆场、筑坝湿法堆存或者干法堆存，而赤泥中的含碱废液会对地表及地下水源造成污染，进而严重地破坏生态自然环境。综上所述，充分且合理地回收赤泥中的Fe₂O₃及Na₂O，并利用其尾渣制备建筑材料，有效实现赤泥的梯级全量化利用，做到对赤泥的减量化、无害化、资源化利用，具有显著的、深远的环境、社会和经济意义。

为了解决上述问题，长期以来国内外对赤泥的处理与应用进行了大量的研究与探索。赤泥的脱钠较容易实现，但赤泥中Fe₂O₃的回收目前并没有较为合适的办法。现阶段主要的方法有酸法和碱法两种：酸溶法氧化铝的收得率高，能耗不高，但对于后续溶液中离子的处理及尾渣的处理并没有较为合适的思路，这也导致了该法并没有进行成熟的工业化应用；碱法则主要包括碳酸钠分解法、水热反应法以及压热反应法等，碳酸钠分解法中氧化铝的回收率低，水热法得到的溶液中氧化铝浓度偏低，难以与拜耳法主体溶出工序相配套，压热法在回收氧化铝时能回收其中一部分钠，但是，其温度一般要达到260-280℃以上，并且高温高压操作往往会导致生产能耗高，对设备要求也比较大，这也在一定的程度上限制了该方法的应用。

因此，基于上述现状，有必要对赤泥的研究及处理进行更进一步地探索，提出一种可以规模化处理和利用赤泥的新方法。

发明内容