一种赤泥脱碱资源化方法技术

本发明专利技术公开了一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：将赤泥与钛白废酸投加于去离子水中，投加过氧化氢后充分搅拌形成混合液后过滤，获得脱碱清液和脱碱残渣；调节脱碱清液pH至中性后固液分离，获得第二残渣和第二清液；向第二清液投加氧化钙，通过喷淋法收集过程中产生的气体，并进行固液分离，得到第三残渣和第三清液并回收；对喷淋液蒸发浓缩后回收。本发明专利技术在赤泥脱碱的同时富集了脱碱赤泥中铁含量，利于铁回收；所得第二残渣为氢氧化铁，可直接作为铁精矿回收冶炼；第三清液通过蒸发浓缩获得浓氨水继续回用，降低了氨水消耗；产生少量固废硫酸钙，真正实现了固废减量化、资源化与无害化。资源化与无害化。资源化与无害化。

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥脱碱资源化方法


[0001]本专利技术属于冶金固废处理
，具体涉及一种赤泥脱碱资源化方法。

技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝生产过程中排放的大宗工业固废，其具有碱性强、腐蚀性强和成分复杂等特点，无合适的处置方式，目前仍以堆存为主。研究表明，每生产1t氧化铝会产生1～2t赤泥，截止2019年，赤泥堆存量已达7.9亿t，每年仍然以1.2亿t的速度增长。由赤泥堆存引发的环境问题已日益突出，如扬尘、周边水和土壤污染及可能引发溃坝等安全事故。为解决赤泥大幅减量，铁作为赤泥中含量最高的金属元素，赤泥选铁是目前经济价值较高且操作简单的主要方式之一，但赤泥强碱性使得细颗粒之间相互粘结，难以分离，即增加了冶炼成本也降低了铁产品质量，因此，实现赤泥脱碱是资源化利用的重要前提。
[0003]现有赤泥脱碱方式包括酸浸法、“三废”中和法、石灰法等。酸浸法存在用酸量大、成本高和二次污染等问题；“三废”中和法存在二次污染难以处理、赤泥耗量小等问题；石灰法则会产生大量成分复杂固废，难以分离和处理等问题。
[0004]钛白废渣是硫酸法生产钛白粉产生的酸解废渣，每生产1t钛白粉可产生0.3～0.6t酸解废渣，其主要成分是硫酸亚铁，已有研究表明，硫酸亚铁与过氧化氢用于赤泥脱碱具有高效、快速等优点，能降低脱碱成本、改善其脱水性能和实现铁富集，这将有助于后续脱碱赤泥选铁。
[0005]因此，为了解决上述问题，本文提出一种赤泥脱碱资源化方法。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种赤泥脱碱资源化方法，该方法能够实现赤泥低成本高效脱碱、同时可将脱碱后赤泥作为钢铁冶炼配料添加进行铁元素回收。
[0007]为了达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]Step1：将预处理的赤泥与钛白废酸投加于去离子水中，投加过氧化氢后充分搅拌形成混合液，将混合液过滤，获得脱碱清液和脱碱残渣，脱碱残渣作为冶铁配料回收；
[0009]Step2：调节脱碱清液pH至中性后固液分离，获得第二残渣和第二清液，第二残渣清洗后收集作为高纯度的铁精矿进行回收；
[0010]Step3：向所获第二清液投加氧化钙，通过喷淋法收集过程中产生的气体，并进行固液分离，得到第三残渣和第三清液并回收；
[0011]Step4：对喷淋液进行蒸发浓缩后得到浓氨水并回收。
[0012]进一步的，Step1中所述的预处理为赤泥与钛白废酸风干、粉碎、过100目筛。
[0013]进一步的，所述Step1中的赤泥与去离子水固液比为1：20～50；赤泥与钛白废酸投加质量比为1：1～1.5；过氧化氢投加至混合液不再产生气泡为止；Step1反应条件为常温常压，反应时间时间为2～5h。
[0014]进一步的，所述Step2中采用浓氨水调节pH，pH调节至6～7。
[0015]进一步的，所述Step3中氧化钙投加量与Step1中钛白废酸投加质量比为50:29～44，反应时间为0.5～2h。
[0016]进一步的，Step3中所述的第三残渣主要成分为硫酸钙，所述的第三清液主要成分为氢氧化钠溶液。
[0017]进一步的，所述Step4中的蒸发浓缩步骤是控制温度为70℃～85℃对喷淋液加热富集。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]钛白废渣用于赤泥脱碱具有成本低，脱碱效率高；利用硫酸法生产钛白粉产生的酸解废渣用于赤泥脱碱，可短时间内显著降低赤泥pH、碱度、中和自由碱并将破坏结合碱，抑制pH回升，具有长期稳定性；
[0020]本专利技术具有工艺简单、能耗低；相比于其余脱碱工艺，本技术于常温常压下即可实现，对装置与设备要求简单，可实现对赤泥大规模处理，易于推广与实际应用；
[0021]本方法在实现赤泥脱碱的同时，进一步富集了脱碱赤泥中铁含量，有利于进一步作为钢铁冶炼原料配料添加用于铁回收，解决了脱碱赤泥消纳问题并创造了经济价值；脱碱清液通过氨水调节pH后，所得第二残渣为氢氧化铁，可直接作为铁精矿回收冶炼；第三清液通过蒸发浓缩获得浓氨水继续回用，降低了氨水消耗；产生少量固废硫酸钙，真正实现了固废减量化、资源化与无害化。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]将赤泥、钛白废渣于室温下通风处风干3天后，破碎过100目筛，取少量样品对其进行测定，确定氧化物含量，有利于对比脱碱效果，其结果如表1所示，赤泥中氧化铁含量最高；钛白废渣中硫酸亚铁为主要成分，含量高达98％。
[0026]表1原料主要化学组成
[0027][0028]注：“＿”表示未检测出
[0029]实施例1
[0030](1)将赤泥与钛白废渣按质量比为1：1投加；赤泥与去离子水在常温常压下按固液比为1：20混合均匀，投加少量过氧化氢至无气泡产生，反应2h。
[0031](2)对步骤(1)中混合物进行固液分离，并分别收集其脱碱残渣和上清液，将所获脱碱残渣用清水清洗3次后进行过滤收集，脱碱残渣经XRF分析，其氧化铁含量为76.24％，该残渣可作为钢铁生产配料进行冶炼。
[0032](3)利用浓氨水调节步骤(2)上清液pH至6.2，该步骤产生的残渣1为高纯度氢氧化铁，可作为铁精矿直接售卖，同时收集清液1对其进一步处置。
[0033](4)向步骤(3)中上清液投加氧化钙，按氧化钙与钛白废渣投加质量比为5:4，反应沉淀0.5h，水作为吸收液通过喷淋法收集溢出的气体，反应结束后进行固液分离，同时通过喷淋法收集过程中产生的气体，所得残渣2为硫酸钙；清液2主要成分为氢氧化钠溶液，可返回氧化铝生产工艺循环利用，喷淋液为稀氨水。
[0034](5)将步骤(4)中喷淋液蒸发浓缩步骤是控制温度为75℃对喷淋液加热富集形成浓氨水，可返回步骤3循环利用。
[0035]实施例2
[0036](1)将赤泥与钛白废渣按质量比为1：1.2投加；赤泥与去离子水在常温常压下按固液比为1：30混合均匀，投加少量过氧化氢至无气泡产生，反应1.5h。
[0037](2)对步骤(1)中混合物进行固液分离，并分别收集其脱碱残渣和上清液，将所获脱碱残渣用清水清洗3次后进行过滤收集，脱碱残渣经XRF分析，其氧化铁含量为77.08％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：将预处理的赤泥与钛白废酸投加于去离子水中，投加过氧化氢后充分搅拌形成混合液，将混合液过滤，获得脱碱清液和脱碱残渣，脱碱残渣作为冶铁配料回收；Step2：调节脱碱清液pH至中性后固液分离，获得第二残渣和第二清液，第二残渣清洗后收集作为高纯度的铁精矿进行回收；Step3：向所获第二清液投加氧化钙，通过喷淋法收集过程中产生的气体，并进行固液分离，得到第三残渣和第三清液并回收；Step4：对喷淋液进行蒸发浓缩后得到浓氨水并回收。2.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于：Step1中所述的预处理为赤泥与钛白废酸风干、粉碎、过100目筛。3.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于：所述Step1中的赤泥与去离子水固液比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建洪，谢鑫，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：