[发明专利]一种利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法

说明书

本发明公开了一种利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法，包括以下步骤：将赤泥和碳酸钠水溶液，混合，搅拌均匀后向浆液中曝入二氧化碳气体，过滤，得到的液体部分为富钪废液；将浓硫酸加入富钪废液中，得到酸化富钪废液；将焦化厂氨水与酸化富钪废液混合，搅拌均匀得到混合液，然后对混合液进行低温等离子体照射，冷却至室温后过滤，得到的固体部分干燥，得到初回收钪原料；将初回收钪原料置于1000~1200℃温度条件中通风煅烧3~6小时，得到的烧结体冷却到室温后得到氧化钪材料。本发明工艺简单，可有效回收赤泥中的钪元素，制备的氧化钪纯度较高。本发明最高可实现赤泥中63%钪的回收，制备的氧化钪纯度最高可达92%。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用领域，具体涉及一种利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法。

背景技术

在利用铝土矿生产氧化铝过程会产生大量的赤泥。赤泥属于一种工业废渣，其总体处置和利用率均较低，全球利用率低于10％。全球每年产生1.7亿吨赤泥堆存量，目前赤泥总堆存量已超42亿吨。赤泥大量堆存易污染堆存区周围生态环境，影响周边居民生产生活。目前赤泥的处置主要集中两个方面，一是无害化处理，二是二次资源开发。赤泥的综合利用还包括功能材料制备和有价金属元素回收两个方面。通常铝土矿中含有一定量的钪，通过氧化铝生产工艺产生的赤泥中的钪会得到一定程度上富集。目前，从赤泥中回收钪主要有干烧冶炼和湿法提取两种形式。对于湿法提取，主要通过酸浸、萃取、反萃工艺实现。当前，对于湿法提取工艺的改进也主要集中在提高酸浸效率和研发新型萃取剂和反萃取剂两个方面。

焦化厂在鼓风冷凝和脱硫两段工序中会产生大量的含氨废水。焦化厂废水中还含有多种有毒有害有机物质，若未经处置肆意排放到水体中不仅会造成水体水质严重恶化而且易对周边生态环境带来严重危害。

目前，相关领域没有关于协同处置焦化厂氨水和赤泥的研究报道。充分利用两者成份特征，研发利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法不仅具有一定的科学意义，并且对兼具两类废弃物区域无废城市建设也具有重要的实践指导意义。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用焦化厂氨水回收赤泥中钪的方法，包括以下步骤：

1)将赤泥和碳酸钠水溶液，混合，搅拌均匀后向浆液中曝入二氧化碳气体，过滤，得到的液体部分为富钪废液；

2)将浓硫酸加入富钪废液中，得到酸化富钪废液；

3)将焦化厂氨水与酸化富钪废液混合，搅拌均匀得到混合液，然后对混合液进行低温等离子体照射，冷却至室温后过滤，得到的固体部分干燥，得到初回收钪原料；

4)将初回收钪原料置于1000～1200℃温度条件中通风煅烧3～6小时，得到的烧结体冷却到室温后得到氧化钪材料。

其中，所述步骤1)中碳酸钠水溶液初始浓度为5～25∶100g/mL。

其中，所述步骤1)中赤泥和碳酸钠水溶液固液比为1∶3～5g/mL。

其中，所述步骤1)中曝入二氧化碳气体的时间为5～15小时。

其中，所述步骤2)中富钪废液中硫酸根浓度为5～10M。

其中，所述步骤3)中焦化厂氨水与酸化富钪废液体积比0.5～2.5∶1。

其中，所述步骤3)中焦化厂氨水包括全铵3684～9879mg/L、挥发铵2347～8642mg/L、CO₂113～2631mg/L、H₂S 227～2540mg/L、2HCN 9～162mg/L。

其中，所述步骤3)低温等离子体作用气氛为空气，低温等离子体作用电压为5～75kV。