回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法技术

本发明专利技术公开了一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，所述方法包括：(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结，以便得到熔化液态物料；(2)将所述熔化液态物料进行冷淬，以便得到固体颗粒；(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。该方法采用熔化烧结和冷淬工艺对贫铁赤泥进行处理，可以在缩短反应时间的同时提高贫铁赤泥中碱和铝回收率。

【技术实现步骤摘要】
回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法
本专利技术属于有色金属
，具体涉及一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法。
技术介绍
在世界氧化铝产量中我国占70％以上，氧化铝生产产生大量赤泥，目前全国年产1亿吨以上。因各组分性质特殊，技术能力不足，只有4％被低值利用，其余只能填埋，造成严重污染。废弃物的高值转化利用，具有重要现实意义。赤泥中各组分依可用价值排序为：三氧化二铁-碱和氧化铝-钙、硅、钛氧化物。当回收占30-50wt％的三氧化二铁后，需要从贫铁尾粉中回收碱和氧化铝。贫铁赤泥中的碱和氧化铝是以难溶的硅铝酸钠形式存在，在现有研究中，回收贫铁赤泥中的碱和氧化铝有两种技术路线，其一是在拜耳法生产氧化铝工艺基础上，加钙并提高压力和温度，溶液反应生成可溶铝酸钠。个别企业已建成运行，但设备运行半年后发现严重腐蚀而停产。实际上，在高温、高压和高碱浓度下，金属会发生苛性脆化所致。另一路线是烧结法，在品位不够高的铝矾土中加入碱和石灰后在回转窑中烧结至1200℃以上，然后溶出的烧结法是现有氧化铝生产的成熟工艺，同时经高温烧结后的溶出条件是常压、90-95℃，相对温和。然而由于贫铁赤泥中含有较多熔点仅1100℃的氧化钛与碱的共熔物，再用回转窑烧结已不可能。另一方面在回转窑内组分间为固-固接触，需要较长的反应时间，造成设备庞大，操作条件苛刻。因此，现有的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的技术有待探究。
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一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，该方法采用熔化烧结和冷淬工艺对贫铁赤泥进行处理，可以在缩短反应时间的同时提高贫铁赤泥中碱和铝回收率。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结，以便得到熔化液态物料；(2)将所述熔化液态物料进行冷淬，以便得到固体颗粒；(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。根据本专利技术实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，由于贫铁赤泥中氧化钛和碱的共熔物的熔点最低，一旦氧化钛与碱的共熔物开始熔化，将会产生共熔现象，即其他组分熔点将降低，使得贫铁赤泥与氧化钙的反应在熔化液态环境下进行，其反应过程为液-液接触，较常规回转窑中反应时间可以缩短5～10倍，然后将得到的熔化液态物料进行冷淬，各组分来不及结晶，从而可以获得很高反应活性的固体颗粒，最后将得到的固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，分离即可回收碱和氧化铝，具体的，采用本申请的方法碱和铝回收率可高达96％以上。另外，根据本专利技术上述实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结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，在步骤(1)中，所述熔化烧结的设备为熔料炉。由此，可以在降低投资和运行成本的同时提高碱和铝回收率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述氧化钙添加量为所述贫铁赤泥中二氧化硅和二氧化钛之和当量的2-2.8倍。由此，可以提高碱和铝回收率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述熔化烧结温度为1150～1400℃。由此，可以提高碱和铝回收率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述冷淬速率不低于500℃/s。由此，可以提高碱和铝回收率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述固体颗粒粒径不大于5mm。由此，可以提高碱和铝回收率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法。根据本专利技术的实施例，参考图1，该方法包括：S100：将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结该步骤中，贫铁赤泥为赤泥经回收占赤泥总量30～50wt％的三氧化铁后的剩余物料，其含有碱和氧化铝、钙氧化物、硅氧化物和钛氧化物等，通过将该贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结，由于贫铁赤泥中氧化钛和碱的共熔物的熔点最低，一旦氧化钛与碱的共熔物开始熔化，将会产生共熔现象，即其他组分熔点将降低，使得贫铁赤泥与氧化钙的反应在熔化液态环境下进行，其反应过程为液-液接触，较常规回转窑中反应时间可以缩短5～10倍，反应后得到熔化液态物料。进一步地，上述贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结反应的设备包括但不限于熔料炉，只要能满足贫铁赤泥与氧化钙的熔化烧结即可，相较于常规技术中采用回转窑进行烧结，其既不可能避免出现液相又要尽力控制液化程度，其原因在于液化之后如果冷却缓慢会出现低活性结晶组分，本申请采用的熔化烧结设备可以保证贫铁赤泥与氧化钙的完全熔化，从而显著缩短反应时间。同时，上述氧化钙添加量为贫铁赤泥中二氧化硅和二氧化钛之和当量的2-2.8倍，优选2.5倍，并且熔化烧结温度为1150～1400℃，优选1200～1300℃，该温度条件下使得物料呈良好的液态，从而提高反应速率。S200：将熔化液态物料进行冷淬该步骤中，将上述得到的熔化液态物料进行冷淬，各组分来不及结晶，从而可以获得很高反应活性的固体颗粒，进而利于提高后续碱和铝的回收率。进一步地，冷淬速率不低于500℃/s，即上述熔化烧结过程得到的熔化液态物料排出熔化烧结设备后被急剧冷淬，使得其温度由1100℃以上在2秒之内降低至200℃以下，得到粒径不大于5mm的固体颗粒。需要说明的是，该步骤中的冷淬方式并不受特别限制，只要能实现熔化液态物料的急剧冷淬即可。S300：将固体颗粒磨细后进行稀碱溶出该步骤中，将上述得到的固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，然后进行固液分离，得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。需要说明的是，固体颗粒磨细后粒径以及稀碱并没有特殊限制，只要能满足提高碱和氧化铝的回收率即可。根据本专利技术实施例的回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，由于贫铁赤泥中氧化钛与碱的共熔物的熔点最低，一旦氧化钛与碱的共熔物开始熔化，将会产生共熔现象，即其他组分熔点将降低，使得贫铁赤泥与氧化钙的反应在熔化液态环境下进行，其反应过程为液-液接触，较常规回转窑中反应时间可以缩短5～10倍，然后将得到的熔化液态物料进行冷淬，各组分来不及结晶，从而可以获得很高反应活性的固体颗粒，最后将得到的固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，分离即可回收碱和氧化铝，具体的，采用本申请的方法碱和铝回收率可高达96％以上。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，其特征在于，包括：/n(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结，以便得到熔化液态物料；/n(2)将所述熔化液态物料进行冷淬，以便得到固体颗粒；/n(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种回收贫铁赤泥中碱和氧化铝的液态熔融烧结方法，其特征在于，包括：
(1)将贫铁赤泥与氧化钙混合进行熔化烧结，以便得到熔化液态物料；
(2)将所述熔化液态物料进行冷淬，以便得到固体颗粒；
(3)将所述固体颗粒磨细后进行稀碱溶出，以便得到富钙尾粉以及含有碱和氧化铝的溶液。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述熔化烧结的设备为熔料炉。


3.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绪祎，杨海瑞，邵海杰，
申请(专利权)人：张绪祎，杨海瑞，邵海杰，
类型：发明
国别省市：北京;11