[发明专利]一种矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法

说明书

本发明公开了一种矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法。矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法，由如下步骤组成：硅铝解构活化、酸碱盐水解配合、稀贵元素浸出、高品位铝硅原料联产、二氧化碳固定和稀贵元素浓缩。本发明具体构建了矿冶固废的硅铝解构、酸碱盐水解配合、精准稀贵元素释放、高品位铝硅原料联产、二氧化碳循环固定等技术路线，避免酸浸工艺，提高过程能效和经济性；可以推动矿冶固废的高价值高品位二次矿产的产出，提高资源利用率及低碳生态效率，为堆存固废和尾矿的环境污染和生态破坏提供解决方案，提升技术研发、整合、改造及转移辐射能力。

技术领域

本发明涉及环保和生态技术领域，具体涉及一种矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法。

背景技术

矿产冶金行业的突出问题是高能耗、高碳排放、高固废产出。其中，产出固废种类多、成分复杂、大量占地、造成视觉和环境污染，常简单地作为有较大吸纳能力的建筑及筑路辅料，经济价值及利用率双低。矿产的共生伴生性是其固废成分复杂的主因，其中不乏对我国国民经济发展尤其是高技术领域意义重大的稀散稀贵元素或技术关键元素，如稀土、锂、钴、镓、锗和铟等，但低浓赋存性使其被现有矿冶工艺所抛弃，造成高价值资源随矿冶固废流失。稀贵元素资源具有战略性、有限性和不可再生性。稀贵元素资源短缺的欧美等发达国家已启动固废低浓度赋存稀土提取技术研发，据前期工作预测，仅启动一个大型煤、矿冶企业固废渣的稀土提取，稀土产能即可列入限产后常规稀土国企的前五位，经济增量可达数亿元，非煤矿产固废稀土及其它稀散元素的提取具有可比拟的产能。因此，对诸多矿产固废进行稀散稀贵元素提浓足以形成独立于现有富矿产业的新兴二次矿产产业，甚至关系到众多的尾矿、难选矿、老矿、资源枯竭矿和共生伴生矿等。重要意义体现在可保护现有富稀散稀贵矿产资源、维持长期和可持续供应高技术战略等新兴产业发展需要，并为堆存固废尾矿环境生态影响提供解决方案，同时在资源需求增量下减免高能耗高成本的采矿工序，对我国的经济发展意义重大。

构建新兴的固废稀散稀贵元素提浓二次矿产产业取决于技术进步。现有技术的共性问题是原料要求较高赋存、不可避免酸浸工艺、提取能效低、经济性有待提高。通常矿产固废伴生稀贵元素深嵌于硅铝等固废常见晶相结构中，对其提取形成干扰，对本已低浓赋存的稀贵元素提取过程的经济性形成挑战，而常规工艺还促固废中具有健康及环境危害的重金属转移释放，另外大占比的硅铝高值化利用也是长期困扰的问题。因此，矿产固废等形成二次矿产将涉及较多的价值、效率、能耗、环境和碳排放问题，集中体现了我国稀贵资源保护及供应保障、碳达峰碳中和目标、生态文明建设等要求与技术经济性之间的矛盾冲突，技术创新面临挑战。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法，通过本发明提出的方法可高效、低污染、无酸化地提浓矿产固废低浓赋存稀贵元素、产出高品位铝硅原料、并同时完成过程的固碳以减少过程碳排放，较好地解决了矿产固废全利用和高值化利用所面临的价值、效率、能耗、环境和碳排放负荷问题，高效、低碳、经济地保护并开发固废中稀贵元素资源，实现资源利用效率和技术系统跃迁升级。

本发明所采取的的技术方案是：

本发明保护一种矿产固废低浓赋存稀贵元素提浓和高品位铝硅原料联产方法，其特征在于，由如下步骤组成：硅铝解构活化、酸碱盐水解配合、稀贵元素浸出、高品位铝硅原料联产、二氧化碳固定和稀贵元素浓缩。

优选地，所述的方法具体包括如下步骤：

(1)硅铝解构活化：在温度400℃-1300℃，压力0.1-4.0MPa条件下，将矿产固废原料溶于强碱弱酸盐中，强碱弱酸盐活化固废原料中硅铝晶相，得到含有强碱硅铝盐的混合溶液和二氧化碳；