[发明专利]一种无尾渣综合利用赤泥的方法

说明书

本发明提供了一种无尾渣综合利用赤泥的方法，包括如下步骤：向预处理后的赤泥中加入添加剂和粘结剂，进行混合、造球和烘干，得到赤泥干球；将干球预热焙烧，得到预热球团；向预热球团中加入还原剂进行预还原处理，得到预还原球团；向所得预还原球团中加入还原剂，混合后在电炉内进行熔分处理，得到生铁与熔分渣；将所得熔分渣与碳酸钠、石灰石混合后进行渣改性处理，得到改性渣；将改性渣进行球磨与碱浸，得到碱浸渣和铝酸盐溶液；将碱浸渣进行稀酸浸出脱硅和铝，得到酸浸液和钙钛矿精矿。本发明可实现赤泥中铁、铝、硅和钛等主要有价元素的高效分离与回收，能耗低，对环境不产生污染，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及赤泥综合利用领域，特别涉及一种无尾渣综合利用赤泥的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中铝土矿经过强碱浸出时所产生的残渣，每生产一吨氧化铝的同时会产生1～1.6吨的赤泥。目前，世界上每年赤泥排放量为1.2亿吨。中国是氧化铝生产大国，仅在2012年，我国就产生近5000万吨赤泥。另外赤泥由于碱金属、重金属和放射性元素含量较高，如果采用堆置和填埋等方法会对环境产生一定危害，而且还会浪费大量的金属资源。赤泥一般含有Fe₂O₃，Al₂O₃，Na₂O和TiO₂等有价金属，单独就其中某一种元素进行回收利用，并不能有效的解决工艺经济性和赤泥堆存量巨大的问题，因此必须采用多种金属联合回收的技术才能有效的实现赤泥的综合利用。

对赤泥中有价金属的回收，主要还是针对铁、铝的综合利用，部分工艺也考察了钪的回收。目前，进行研究的工艺主要有以下几种。

直接磁选回收铁工艺：李朝祥报道平果铝采用SLON型高梯度磁选机对赤泥直接磁选，采用一粗一精全磁选方法，该工艺主要存在的问题是铁回收率低，铝钛没有得到有效回收。

直接还原烧结-磁选：将赤泥、石灰石、碳酸钠与煤混合磨碎后在800～1000℃进行直接还原烧结，将烧结块破碎浸出，可获得89％铝浸出，溶渣通过高梯度磁选，所得到的磁性物质在高温条件下进行熔炼，非磁性物质则采用硫酸浸出提取钛。此工艺可以获得70％Ti浸出，该工艺存在的问题是铁的回收率低，酸耗高。

还原熔炼-炉渣浸出工艺：将赤泥与碳混合进行熔炼，使赤泥中铁析出，达到钪铁分离效果。对炉渣采用碱浸或酸浸回收钪，该工艺存在的问题是铝的回收率低，且碱耗和酸耗较高。

熔融还原-炉渣作为复合肥原料/耐火材料工艺：如中国发明专利CN110093471A将赤泥与水搅拌调浆后压滤，得到预除碱赤泥，将预除碱赤泥与还原剂和含钙添加剂混合得到球团，然后球团经过高温熔融-磁选得到还原铁和炉渣，炉渣则作为复合肥原料/耐火材料，该工艺存在铁回收率低，有价金属没有得到有效利用，且炉渣添加量较低。

硫酸化焙烧-浸出工艺：如中国发明专利CN111137907A将拜耳赤泥与浓硫酸混合，在低温条件下完全盐化，获得硫酸盐化赤泥，将硫酸化赤泥在600-900℃进行焙烧，随后焙烧产物进行水浸获得富钠低铁浸出液和高铁的赤泥氧化熟料，浸出液通过添加纯碱调节pH，然后蒸发结晶得到硫酸钠晶体，高铁赤泥氧化熟料进一步提取铝，该工艺存在酸耗高，铝回收率低，铁钛等有价金属没能有效回收。

赤泥直接浸出工艺：如中国发明专利CN107267757A将赤泥直接采用盐酸浸出，经蒸发焙烧得到Al₂O₃和Fe₂O₃，浸出渣在通过硫酸浸出，使钛转化成钛氧硫酸盐。该工艺存在的问题是铁铝回收率低，酸耗比较大。

现有的赤泥回收技术很难实现多种有价金属高效分离与回收，且存在能耗高、赤泥利用率低的问题，因此，目前亟需一种效率高，赤泥回收利用率高的方法以缓解赤泥处理压力。

发明内容