赤泥提钪和制备铁红的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了赤泥提钪和制备铁红的方法和系统，其中，方法包括：(1)将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液；(2)向酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀；(3)将含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪；以及(4)将含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。采用该方法不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪并回收赤泥中的铁，还能降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
赤泥提钪和制备铁红的方法和系统
本专利技术属于冶金领域，具体而言，本专利技术涉及赤泥提钪和制备铁红的方法和系统。
技术介绍
赤泥是铝土矿生产氧化铝后的固体残渣，每生产一吨氧化铝会产生0.8-1.5吨赤泥，目前世界上每年产生赤泥6000万吨，仅中国每年就产生3000万吨，在生产氧化铝的过程中铝土矿中98％以上的钪会保留在赤泥中，赤泥中钪含量在60-120g/t，而国际上一般认为钪含量为20-50g/t的矿物就具有利用价值，故而赤泥被认为是钪最主要的原料来源。钪是稀土元素的一种，广泛应用于冶金、化工、航天、电光源等领域。氧化钪主要应用于高效多功能激光器、固体电解质、特种陶瓷等，钪的各种中间合金如铝、镁基中间合金是生产导弹和各种航天器、汽车、船舶等的特种合金，而金属钪主要应用于光学工程，如生产大型卤素灯及太阳能蓄电池等。从赤泥中提取钪主要是通过酸浸-萃取的方法，采取的浸出剂一般为盐酸和硝酸，萃取工艺主要采用中性膦性萃取剂TBP、P204或P507等。然而，赤泥中大量存在的铁铝硅等元素在酸浸的过程中也会被溶解，不仅消耗大量浸出剂，还会对后续萃取工艺造成极其不利的影响，如铁会在萃取时与钪发生竞争萃取，影响钪的萃取率，硅铝的存在会使萃取产生极为严重的乳化现象，使萃取过程难以进行。因此，赤泥提钪的方法有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的一个目的在于提出赤泥提钪和制备铁红的方法和系统。采用本专利技术提出的赤泥提钪和制备铁红的方法，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪并回收赤泥中的铁，还能降低生产成本。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种赤泥提钪和制备铁红的方法，包括：(1)将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液；(2)向所述酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀；(3)将所述含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪；以及(4)将所述含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。根据本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法，通过首先对赤泥进行酸浸除去脉石相，然后对含有铁和钪的酸浸滤液进行沉铁反应，可以有效实现铁和钪的分离，最后通过分别对含钪滤液和含铁沉淀进行提钪处理和第一焙烧处理，可以有效制备得到高品位的三氧化二钪和铁红。由此，通过采用本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，并回收赤泥中的铁，同时降低生产成本，还能有效解决赤泥提钪过程中的铁硅铝等杂质严重影响赤泥提钪的效率和钪的回收率的问题。另外，根据本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，赤泥提钪和制备铁红的方法进一步包括：预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率和效果，实现脉石相与铁和钪的有效分离。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，利用浓度为45-55％的硫酸对所述赤泥进行酸浸处理。由此，可以使赤泥中的铁和钪充分溶于硫酸中，进而显著提高赤泥中铁和钪的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述酸浸处理的温度为70-90摄氏度，优选75-85摄氏度，时间为50-75分钟，优选55-70分钟。由此，可以使赤泥中的铁和钪充分溶于硫酸中，进而进一步提高赤泥中铁和钪的回收率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，向所述酸浸滤液中加入所述氢氧化钠和水至调节pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的浓度比为1:(0.3-0.6)。由此，不仅可以使含有铁和钪的酸浸滤液中的铁能够充分沉淀，实现铁和钪的有效分离，还能有效避免引入过多的杂质离子导致提钪处理难度增加。在本专利技术的一些实施例中，所述沉铁反应的温度为90-110摄氏度，优选95-105摄氏度，所述沉铁反应的时间为55-95分钟，优选60-90分钟。由此，可以使含有铁和钪的酸浸滤液中的铁能够充分沉淀，进而实现铁和钪的有效分离，并进一步提高赤泥中铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述第一焙烧处理的温度为850-1050摄氏度，优选900-1000摄氏度。由此，可以使含铁沉淀能够充分分解进而得到高品位的铁红。在本专利技术的一些实施例中，所述提钪处理包括：对所述含钪滤液进行蒸发浓缩，以便得到含钪浓缩液；向所述含钪浓缩液中加入碳酸钠并加热至沸腾，以便使钪离子和碳酸根离子形成碳酸盐沉淀，过滤得到含钪沉淀；将所述含钪沉淀进行第二焙烧处理，以便得到所述三氧化二钪。由此，可以有效制备得到的三氧化二钪的品位。在本专利技术的一些实施例中，所述含钪浓缩液中钪离子的浓度为8-10g/L，所述碳酸钠的浓度为12-18g/L，所述第二焙烧处理的温度为580-750摄氏度，优选600-700摄氏度。由此，可以进一步提高提钪处理的效率和钪的回收率。根据本专利技术的第二个方面，本专利技术还提出了一种实施本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法的系统，包括：酸浸槽，所述酸浸槽具有赤泥入口，硫酸入口和酸浸浆液出口，第一过滤机，所述过滤机具有酸浸浆液入口、脉石相出口和酸浸滤液出口，所述酸浸浆液入口与所述酸浸浆液出口相连；沉矾槽，所述沉矾槽具有酸浸滤液入口、氢氧化钠入口、水入口和沉铁浆液出口，所述酸浸滤液入口与所述酸浸滤液出口相连；第二过滤机，所述第二过滤机具有沉铁浆液入口、含钪滤液出口和含铁沉淀出口，所述沉铁浆液入口与所述沉铁浆液出口相连；第一焙烧炉，所述第一焙烧炉具有含铁沉淀入口、气体出口和铁红出口，所述含铁沉淀入口与所述含铁沉淀出口相连；浓缩沉降槽，所述浓缩沉降槽具有含钪滤液入口、碳酸钠入口和沉钪浆液出口，所述含钪滤液入口与所述含钪滤液出口相连；第三过滤机，所述第三过滤机具有沉钪浆液入口、含钪沉淀出口和滤液出口，所述沉钪浆液入口与所述沉钪浆液出口相连；第二焙烧炉，所述第二焙烧炉具有含钪沉淀入口和三氧化二钪出口，所述含钪沉淀入口与所述含钪沉淀出口相连。根据本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，可以在酸浸槽中对赤泥进行酸浸处理并利用第一过滤机除去脉石相，然后将得到的含有铁和钪的酸浸滤液在沉钒槽中进行沉铁反应并在第二过滤机中过滤，实现铁和钪的有效分离，最后分别将得到的含铁沉淀在第一焙烧炉中进行第一焙烧处理得到高品位的铁红；将得到的含钪滤液在浓缩沉降槽中反应并经第三过滤机过滤，再供给至第二焙烧炉进行第二焙烧处理，得到高品位的三氧化二钪。由此，通过采用本专利技术上述实施例的赤泥提钪和制备铁红的系统，不仅可以有效制备得到高品位的三氧化二钪，并回收赤泥中的铁，同时降低生产成本，还能有效解决赤泥提钪过程中的铁硅铝等杂质严重影响赤泥提钪的效率和钪的回收率的问题。在本专利技术的一些实施例中，赤泥提钪和制备铁红的系统进一步包括：磨矿装置，所述磨矿装置与所述酸浸槽的赤泥入口相连，且适于对赤泥进行细磨。由此，可以进一步提高对赤泥进行酸浸处理的效率和效果，实现脉石相与铁和钪的有效分离。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法的流程图。图2是根据本专利技术又一个实施例的赤泥提钪和制备铁红的方法的流程图。图3是根据本专利技术再一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，包括：(1)将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液；(2)向所述酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀；(3)将所述含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪；(4)将所述含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。

【技术特征摘要】
1.一种赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，包括：(1)将赤泥进行酸浸处理并过滤，以便除去脉石相，得到含有铁和钪的酸浸滤液；(2)向所述酸浸滤液中加入氢氧化钠和水调节pH值，并加热进行沉铁反应，以便形成NaFe3(SO4)2(OH)6的铁聚合态沉淀，过滤得到含钪滤液和含铁沉淀；(3)将所述含钪滤液进行提钪处理，以便得到三氧化二钪；(4)将所述含铁沉淀进行第一焙烧处理，以便分解出水和二氧化硫，并得到铁红。2.根据权利要求1所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，进一步包括：预先将赤泥细磨至0.0325mm以下。3.根据权利要求1所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，步骤(1)中，利用浓度为45-55％的硫酸对所述赤泥进行酸浸处理。4.根据权利要求3所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，所述酸浸处理的温度为70-90摄氏度，优选75-85摄氏度，时间为50-75分钟，优选55-70分钟。5.根据权利要求1所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，步骤(2)中，向所述酸浸滤液中加入所述氢氧化钠和水至调节pH值为1.3-1.6，并控制Fe3+与Na+的浓度比为1:(0.3-0.6)，任选地，所述沉铁反应的温度为90-110摄氏度，优选95-105摄氏度，所述沉铁反应的时间为55-95分钟，优选60-90分钟。6.根据权利要求1所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第一焙烧处理的温度为850-1050摄氏度，优选900-1000摄氏度。7.根据权利要求1所述的赤泥提钪和制备铁红的方法，其特征在于，所述提钪处理包括：对所述含钪滤液进行蒸发浓缩，以便得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩佩，王敏，古明远，王健月，王福佳，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32