一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法技术

本发明专利技术公开了一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法。本发明专利技术包括如下步骤：烧结：将磷石膏、赤泥、碳和碱性调控剂作为原料，按照碱比、钙比、配碳比进行配料，进行烧结，得到烧结物：浸出：将烧结物用混合碱液进行浸出，得到浸出渣；磁选：将浸出渣研磨均化后放入磁选机进行磁选，得到铁精矿。在本发明专利技术提出的最优工艺参数下：烧结温度1100℃、烧结气氛为氮气、反应时间30min、碱比1.3、钙比2.0、碳比2.5。通过最佳工艺从含有全铁含量31.4％、Al2O3含量18.1％的赤泥中，获得了含铁量83.8％的磁性铁精矿，相应的铁回收率为78.2％，铝回收率达到74.6％。铝回收率达到74.6％。铝回收率达到74.6％。

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法


[0001]本专利技术涉及赤泥磷石膏综合利用
，具体为一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法。

技术介绍

[0002]磷石膏、赤泥分别是磷化工、铝工业产生的大宗工业固体废弃物，根据每生产1t磷酸产生4.5
‑
5t磷石膏、1t氧化铝产生1
‑
2t赤泥计，这两类大宗固体废弃物全球年产生量分别达到了11
‑
12亿t、1.5
‑
2亿t，虽然这些固体废弃物已不同程度的得以回收利用，但利用率偏低，仍以排放堆弃为主。截至2018年，全球磷石膏、赤泥的累计堆存量分别达到70亿t、44亿t，这些固体废弃物的治理已成为世界性的难题。大量的堆存不仅造成了环境的污染，同时磷石膏和赤泥有很大的利用潜力，大量堆存也造成了资源的浪费。在资源过度开发和环境污染严重的今天，提高磷石膏和赤泥的利用率对社会的发展有重大意义。
[0003]目前对工业固体废物的处理仍然集中在单一固体废物上，多固体废物协同利用的研究相对较少。同时，单一固体废物或两种固体废物尚未形成有效的批量利用方法。根据对赤泥和磷石膏的联合利用的现有技术研究，发现现有技术的研究主要关注农业、建筑材料、交通、灌装、吸附等领域，但是两种固废在金属回收领域未见研究发表。目前，从赤泥中提取铁、铝、钠、钛等金属的回收再利用技术是可行的。主要方法有水金属萃取法湿法提取、磁选回收法和生物萃取法。已有研究采用碱石灰烧结法实现了赤泥中Al、Fe、Na的共回收。高温还原分解是磷石膏的主要分解方式，可以有效地将磷石膏分解成CaO。因此，用赤泥和磷石膏提取有价金属是可行的。但由于工艺复杂、能耗高、二次污染等原因，利用赤泥和磷石膏提取有价金属尚处于试验阶段。目前并没有赤泥和磷石膏联合利用实现铁、铝共回收的可行性方案的公开。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，本专利技术依据赤泥碱石灰烧结法回收有价金属和磷石膏还原分解的研究基础，提出赤泥和磷石膏联合利用实现铁、铝高质量共回收的方案，本专利技术对赤泥和磷石膏的综合应用具有一定的促进作用。
[0005]本专利技术的技术方案：一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]烧结：将磷石膏、赤泥、碳和碱性调控剂作为原料，按照碱比、钙比、配碳比进行配料，进行烧结，得到烧结物；
[0007]浸出：将烧结物用混合碱液进行浸出，得到浸出渣；
[0008]磁选：将浸出渣研磨均化后放入磁选机进行磁选，得到铁精矿。
[0009]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO3后和混合生料中含有的Na2O和Al2O3+Fe2O3的摩尔
数之比；所述钙比是指混合生料中CaO和Si2O的摩尔量之比；所述配碳比是指添加的C与赤泥中的Fe2O3的摩尔量之比；所述碱比为1.1
‑
1.5、碳比为2.2
‑
2.8、钙比为1.7
‑
2.3；所述烧结的温度为1000
‑
1200℃、时间为20
‑
40min、气氛为N2。
[0010]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO3后和混合生料中含有的Na2O和Al2O3+Fe2O3的摩尔数之比；所述钙比是指混合生料中CaO和Si2O的摩尔量之比；所述配碳比是指添加的C与赤泥中的Fe2O3的摩尔量之比；所述碱比为1.2
‑
1.4、碳比为2.3
‑
2.7、钙比为1.8
‑
2.2；所述烧结的温度为1050
‑
1150℃、时间为25
‑
35min、气氛为N2。
[0011]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO3后和混合生料中含有的Na2O和Al2O3+Fe2O3的摩尔数之比；所述钙比是指混合生料中CaO和Si2O的摩尔量之比；所述配碳比是指添加的C与赤泥中的Fe2O3的摩尔量之比；所述碱比为1.3、碳比为2.5、钙比为2；所述烧结的温度为1100℃、时间为30min、气氛为N2。
[0012]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述浸出是将烧结物用40
‑
50/L的NaOH和8
‑
12g/L的Na2CO3混合碱液按照固液比1：10
‑
15进行搅拌浸出，浸出温度为80
‑
100℃，浸出时间为10
‑
30min，将浸出浆液用过滤，并用50
‑
90℃的水洗涤，得到浸出渣。
[0013]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述浸出是将烧结物用44.2g/L的NaOH和10g/L的Na2CO3混合碱液按照固液比1：13进行搅拌浸出，浸出温度为90℃，浸出时间为20min，将浸出浆液用过滤，并用50
‑
90℃的水洗涤，得到浸出渣。
[0014]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述磁选是先将浸出渣研磨均化后放入磁选机进行电流为1.8
‑
2.2A的磁选，然后将磁选出的磁性物质放入盘磨机破碎两分钟，再将破碎好的样品放入磁选机进行电流为0.8
‑
1.2A的磁选，得到铁精矿。
[0015]前述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，所述磁选是先将浸出渣研磨均化后放入磁选机进行电流为2A的磁选，然后将磁选出的磁性物质放入盘磨机破碎两分钟，再将破碎好的样品放入磁选机进行电流为1A的磁选，得到铁精矿。
[0016]有益效果
[0017]1.在本专利技术提出的最优工艺参数下：烧结温度1100℃、烧结气氛为氮气、反应时间30min、碱比1.3、钙比2.0、碳比2.5。通过最佳工艺从含有全铁含量31.4％、Al2O3含量18.1％的赤泥中，获得了含铁量83.8％的磁性铁精矿，相应的铁回收率为78.2％，铝回收率达到74.6％。
[0018]2.本专利技术选出的磁精矿的粒径更大为10
‑
50μm。通过磷石膏和氧化钙对比实验发现，在N2‑
CaSO4条件下磁精矿的粒径范围为10
‑
50μm，N2‑
CaO条件下磁精矿的粒径范围为3
‑
10μm。由于N2‑
CaO条件下还原产物的颗粒较小，分离困难导致铁品位降低。导致晶粒大小差异的原因可能是Na2SO4的存在，Na2SO4有助于提高物料的孔隙率，在还原被烧的过程中这有利于还原气体的扩散，使铁氧化物的还原更加充分，并且Na2SO4的加入使金属颗粒明显长大。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：烧结：将磷石膏、赤泥、碳和碱性调控剂作为原料，按照碱比、钙比、配碳比进行配料，进行烧结，得到烧结物；浸出：将烧结物用混合碱液进行浸出，得到浸出渣；磁选：将浸出渣研磨均化后放入磁选机进行磁选，得到铁精矿。2.根据权利要求1所述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，其特征在于：所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO3后和混合生料中含有的Na2O和Al2O3+Fe2O3的摩尔数之比；所述钙比是指混合生料中CaO和Si2O的摩尔量之比；所述配碳比是指添加的C与赤泥中的Fe2O3的摩尔量之比；所述碱比为1.1
‑
1.5、碳比为2.2
‑
2.8、钙比为1.7
‑
2.3；所述烧结的温度为1000
‑
1200℃、时间为20
‑
40min、气氛为N2。3.根据权利要求2所述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，其特征在于：所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO3后和混合生料中含有的Na2O和Al2O3+Fe2O3的摩尔数之比；所述钙比是指混合生料中CaO和Si2O的摩尔量之比；所述配碳比是指添加的C与赤泥中的Fe2O3的摩尔量之比；所述碱比为1.2
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1.4、碳比为2.3
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2.7、钙比为1.8
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2.2；所述烧结的温度为1050
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1150℃、时间为25
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35min、气氛为N2。4.根据权利要求3所述的赤泥磷石膏配碳碱性调控下综合回收铁铝的方法，其特征在于：所述碱性调控剂为无水Na2CO3，碱比是指配料过程添加无水Na2CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：金会心，肖媛丹，谢红艳，吴复忠，郭育良，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：