一种赤泥脱碱资源化方法

本发明属于冶金固废处理，具体涉及一种赤泥脱碱资源化方法。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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

1、为了解决上述技术问题，本发明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。

2、为了达到上述技术效果，本发明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：

3、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；

4、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；

5、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；

6、step4：对喷淋液进行蒸发浓缩后得到浓氨水并回收。

7、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。

8、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。

9、进一步的，所述step2中采用浓氨水调节ph，ph调节至6～7。

10、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。

11、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。

12、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。

13、本发明的有益效果是：

14、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；

15、本发明具有工艺简单、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；

16、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。

技术特征：

1.一种赤泥脱碱资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：

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。

4.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step2中采用浓氨水调节ph，ph调节至6～7。

5.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。

6.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：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。

7.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。

技术总结
本发明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。

技术研发人员：黄建洪,谢鑫
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13