一种刚玉烟尘高值化综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种刚玉烟尘高值化的综合利用方法，具体包括以下过程：a：刚玉烟尘的浆化；b：脱铁浆料的酸性浸出及固液分离；c：固液分离的负载溶液处理；d：结晶余液循环应用中的多种金属离子；e：负载溶液的净化回收；f：吸附饱和树脂的洗脱；g：上述脱镓余液中残留的微量铝‑铜‑锌‑镁‑钙‑钠离子；h：经脱水浓缩结晶析出硫酸铝钠余液中的铜‑锌‑镁‑钙等，沉淀余液作为洗涤用水循环应用。本发明专利技术将可溶性物质中的一些稀有金属充分提取利用，做成有回收价值的产品；将不可溶的物质也做成有价值的产品；本发明专利技术实施过程不产生二次废物，不增加工艺过程的中间材料消耗和过程材料消耗；不增加处理废水、废物的成本。

A high value comprehensive utilization method of corundum dust

【技术实现步骤摘要】
一种刚玉烟尘高值化综合利用方法
本专利技术属于刚玉烟尘的资源化综合回收利用
,主要涉及一种刚玉烟尘高值化综合回收利用方法。
技术介绍
刚玉熔炼生产的主要原料是铝土矿，根据原料成分及刚玉产品冶炼工艺要求，必须要添加铁、钛、碳等调整剂；铝土矿物首先进行煅烧，脱除其中的自然水份、结晶水，促使化合物分解、氧化、转形，使其形成具有一定质量、规格的矾土熟料，进入电炉，在≥2000℃环境下熔炼，产出炉气（尘）、渣、回炉料、硅铁及刚玉产品。由于刚玉特殊的熔炼体系、炉料组分，熔炼过程产生大量的炉气（尘），一般炉气中的粉尘浓度≥150mg/m3，超过国家排放标准；其中二氧化硅与三氧化二铝、氧化钾为构成刚玉熔炼烟尘的主要成分，总量大于80%。刚玉烟尘经烟尘收集系统收集，然而，大多数厂家将收集的刚玉烟尘征地堆放或掩埋处理，极易产生飘尘和对土地造成污染，给生态平衡和自然环境带来严重的危害。专利CN200910304084提出利用溶解液将刚玉烟尘中的可溶解性物质分离结晶，再经过干燥破碎后得到生产粉体矿物外加剂的方法及装置，但是该专利存在可溶性物质中一些稀有金属未能提取利用的不足，并且未能阐述不溶性物质如何解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术上的不足，提供一种刚玉烟尘高值化的综合利用方法。本专利技术所述一种刚玉烟尘高值化的综合利用方法，包括以下过程：a：刚玉烟尘的浆化：刚玉烟尘的浆化过程，是在PH＜0.5的酸性环境中溶蚀易溶物料，使团聚的烟尘颗粒以单体形态进入溶液构成浆料，用磁性选矿方式捕收粉尘带入的铁质物料和筛除直径大于0.5mm的粗颗粒物料，得到符合浸出要求的脱铁浆料；b：脱铁浆料的酸性浸出及固液分离：脱铁浆料经溶剂补充调整后，在高温120℃～200℃、高压0.8～4.5MPa和时间120～240min的酸性环境中浸出；浸出矿浆经二次常压低温浸出，在温度不小于65℃的密闭环境中进行固液分离，得到浸出渣和负载滤液；洗滤至PH值5～6的浸出渣，即为气相活性球形硅铝混合微粉，经过筛选分离，得到+45um～0.074mm和-0.18mm的硅酸铝球形骨料及直径在0.3um～45um的硅质含铝微粉；c：固液分离的负载溶液处理：过滤的负载溶液在静置陈化过程中结晶析出粗硫酸铝钾结晶[KAl(SO4)2nH2O]后贫化的含多金属结晶余液，直接进入刚玉烟尘的浆化工序循环利用；粗明矾[KAl(SO4)2nH2O]的精制加工，按粗硫酸铝钾：去离子水=1.0:1.5～2.0加入去离子水在温度不小于65℃环境中重溶，经浓缩温度、在30～55℃温度条件下重结晶，得到符合标准的明矾和结晶余液，结晶余液循环进入刚玉烟尘的浆化工序循环利用；d：结晶余液循环应用中的多种金属离子，在N次循环周期中使离子浓度得到积累，直到影响浸出正常进行时，再进行整体或部分的净化处理。首先是回收其中的镓（Ga）,同时回收钛（Ti）及其铝（Al）；e：负载溶液的净化回收，是在负载溶液结晶析出粗硫酸铝钾的余液中进行，应用离子膜交换技术，从负载的结晶余液中分离出游离酸，使脱酸负载溶液的PH值，符合树脂吸附进行离子交换作业的要求，得到吸附饱和的树脂和脱出镓、钛、铝的余液。上述过程分离回收的游离硫酸稀溶液用作一次浸出浆料过滤洗涤用液或合并结晶余液进入刚玉烟尘的浆化工序循环使用；f：吸附饱和树脂的洗脱，是在对应各回收金属洗液的条件下进行，分别洗脱镓、钛、铝，并从各洗脱液体系中制收钛白粉（TiO2）、金属镓（Ga）、氢氧化铝[Al(OH)3]或氧化铝（Al2O3）；g：上述脱镓余液中残留的微量铝-铜-锌-镁-钙-钠离子，在不影响浸出作业质量时，返回进入刚玉烟尘的浆化工序循环使用；当其中的杂质金属离子在循环应用中富集浓度达到分离回收指标时或影响系统工艺指标时，首先进行电渗析的脱水浓缩并蒸发结晶硫酸钠；电渗析脱出的水，作为过滤洗涤水循环应用；h：经脱水浓缩结晶析出硫酸铝钠余液中的铜-锌-镁-钙等，采用深度的碱性中和，从中沉淀出铜锌镁钙混合物料，作为冶金原料应用；沉淀余液作为洗涤用水循环应用；本专利技术与现有技术相比，具有如下优势：1.本专利技术将可溶性物质中的一些稀有金属充分提取利用，做成有回收价值的产品；2.本专利技术将不可溶的物质也做成有价值的产品；3.本专利技术实施过程不产生二次废物，不增加工艺过程的中间材料消耗和过程材料消耗；不增加处理废水、废物的成本。具体实施方式在本专利技术申请描述中，除非另有说明，列出的产品仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的只能得到的产品，因此不能理解为本专利技术申请的限制。本专利技术所述的刚玉烟尘高值化综合利用方法，其实施过程，分3个阶段进行，分别完成具有回收价值金属元素及组成产物的回收利用；对微量或不具备直接回收利用的金属元素，在循环的过程中富集，达到具有回收利用价值时，再予以回收；实现工艺过程阶段废水的深度净化回收利用，获得混合的金属原料和可循环利用的净化水：1、棕刚玉烟尘→酸性浆化、磁性除铁、粗粒筛析→浸出→过滤1-1、滤渣→洗滤、筛分、分级→脱水→球形活性硅质含铝微粉（产品1）1-2、滤液→结晶粗硫酸铝钾、重溶精制硫酸铝钾（产品2）→结晶余液返回1中酸性浆化2、富集的结晶余液→游离酸回收（进入1中酸性浆化）→树脂交换镓、钛、铝（产品3-金属镓（Ga）、4-钛白粉（TiO2）、5-氢氧化铝[Al(OH)3]或氧化铝（Al2O3）→脱镓余液返回1中酸性浆化3、富集的脱镓余液→反渗透脱水浓缩（渗析水返回洗滤用水）→蒸发结晶硫酸铝钠［NaAl（SO4）2•12H2O］→中和沉淀铜基多金属混合料→净化余液返回1中调整应用上述的具体步骤过程如下：⑴刚玉烟尘的浆化：刚玉烟尘的浆化是在耐腐蚀、带搅拌的浆化槽中进行；以磁选方式捕收由粉尘带入的铁质物料在同一浆化槽中，由具备搅拌能力的磁性桨叶组成的磁选机构完成对铁质磁性物料的捕收，得到脱铁浆料原料；⑵脱铁浆料的酸性浸出及固液分离：脱铁浆料经超高频圆振筛，筛析出粗大杂质颗粒物料，并调整浸出浆料的溶剂浓度后进入耐压、耐腐、耐高温的反应釜或浸出反应装置中，经高温150℃、高压2MPa和时间150min的酸性浸出；高温浸出矿浆进入二次浸出槽中，在常压条件下进行二次浸出，在100℃的密闭环境中有隔膜压滤机进行固液分离，得到浸出渣和负载滤液；洗滤至PH＞5～6的浸出渣，即为气相活性球形硅质含铝混合微粉；经多层超频原振筛选分离，得到+45um（325目）-0.074mm（200目）和-0.18mm（80目）的硅酸铝球形骨料及＜0.3um（13550目）-＜45um（325目）的硅质含铝微粉（气相活性球形微粉），微粉分级在自重力湍流分级机中完成；⑶固液分离的负载溶液处理：过滤的负载溶液进入具有刮刀式桨叶的结晶槽中，在低速旋转的陈化过程中结晶析出硫酸铝钾粗结晶（明矾）[KAl(SO4)2nH2O]和贫化的多元素溶液，使之直接循环进入刚玉烟尘的浆化工序；粗明矾[KAl(SO4)2nH2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚玉烟尘高值化的综合利用方法，其特征是：具体包括以下过程：/na：刚玉烟尘的浆化：刚玉烟尘的浆化过程，是在酸性环境中溶蚀易溶物料，使团聚的烟尘颗粒以单体形态进入溶液构成浆料，用磁性选矿方式捕收粉尘带入的铁质物料和筛除粗颗粒物料，得到符合浸出要求的脱铁浆料；/nb：脱铁浆料的酸性浸出及固液分离：脱铁浆料经溶剂补充调整后，酸性环境中浸出；浸出矿浆经二次常压常温浸出，在温度不小于65℃的密闭环境中进行固液分离，得到浸出渣和负载滤液；洗滤至PH值5～6的浸出渣，即为气相活性球形硅铝混合微粉，经过筛选分离，得到+45um～0.074mm和-0.18mm的硅酸铝球形骨料及直径在0.3um～45um的硅质含铝微粉；/nc：固液分离的负载溶液处理：过滤的负载溶液在静置陈化过程中结晶析出粗硫酸铝钾结晶[KAl(SO

【技术特征摘要】
1.一种刚玉烟尘高值化的综合利用方法，其特征是：具体包括以下过程：
a：刚玉烟尘的浆化：刚玉烟尘的浆化过程，是在酸性环境中溶蚀易溶物料，使团聚的烟尘颗粒以单体形态进入溶液构成浆料，用磁性选矿方式捕收粉尘带入的铁质物料和筛除粗颗粒物料，得到符合浸出要求的脱铁浆料；
b：脱铁浆料的酸性浸出及固液分离：脱铁浆料经溶剂补充调整后，酸性环境中浸出；浸出矿浆经二次常压常温浸出，在温度不小于65℃的密闭环境中进行固液分离，得到浸出渣和负载滤液；洗滤至PH值5～6的浸出渣，即为气相活性球形硅铝混合微粉，经过筛选分离，得到+45um～0.074mm和-0.18mm的硅酸铝球形骨料及直径在0.3um～45um的硅质含铝微粉；
c：固液分离的负载溶液处理：过滤的负载溶液在静置陈化过程中结晶析出粗硫酸铝钾结晶[KAl(SO4)2nH2O]后贫化的含多金属结晶余液，直接进入刚玉烟尘的浆化工序循环利用；粗明矾[KAl(SO4)2nH2O]的精制加工，按粗硫酸铝钾：去离子水=1.0:1.5～2.0加入去离子水在温度不小于65℃环境中重溶，经浓缩温度、在30～55℃温度条件下重结晶，得到明矾和结晶余液，结晶余液循环进入刚玉烟尘的浆化工序循环利用；
d：结晶余液循环应用中的多种金属离子，在N次循环周期中使离子浓度得到积累，直到影响浸出正常进行时，再进行整体或部分的净化处理，首先是回收其中的镓（Ga）,同时回收钛（Ti）及其铝（Al）；
e：负载溶液的净化回收，是在负载溶液结晶析出粗硫酸铝钾的余液中进行，应用离子膜交换技术，从负载的结晶余液中分离出游离酸，使脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：党公民，樊利存，
申请(专利权)人：伊川龙泉东风磨料磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41