專利名稱：一種回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁和氧化鈉的生產(chǎn)方法領(lǐng)域，特別涉及一種低溫低壓回 收拜耳法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法。
背景技術(shù)：
目前，全世界基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)均面臨世界性能源短缺，資源日益匱乏，環(huán)境保 護越來越受到人們的關(guān)注，對于氧化鋁工業(yè)，這些挑戰(zhàn)越加尖銳。
我國氧化鋁生產(chǎn)主要以難溶的一水硬鋁石型鋁土礦為原料，據(jù)統(tǒng)計
A/S>10的礦石只占10°/。， A/S為7-10的礦石占20%，而A/S為4-7的礦石占 60%以上，高鋁、高硅、低鋁硅比是我國鋁土礦的重要特色。用純的拜耳法 處理A/S在4-7的一水硬鋁石型鋁土礦時，氧化鋁回收率j氐，導(dǎo)致資源利用 率低，對氧化鋁生產(chǎn)過程的經(jīng)濟社會效益有嚴重的影響。為了提高氧化鋁的 回收率，前蘇聯(lián)和我國長期致力于采用拜耳燒結(jié)聯(lián)合法技術(shù)研究，取得了重 大成就。但實踐證明，聯(lián)合法生產(chǎn)流程在一定程度上存在能耗高，生產(chǎn)流程 復(fù)雜，生產(chǎn)效率不高等弊端。
現(xiàn)有回收赤泥中氧化鋁生產(chǎn)方法主要是燒結(jié)法，該方法以拜耳法赤泥和 碳酸鈉混合，在1000。C以上進行燒結(jié)，得到固體鋁酸鈉燒結(jié)產(chǎn)物，然后用稀 堿溶出便得到鋁酸鈉溶液，往溶液中通入二氧化碳即得到氬氧化鋁，殘留在 溶液中的碳酸鈉再循環(huán)使用(詳見畢詩文的《氧化鋁的生產(chǎn)工藝》)。而回收 氧化鈉的方法則是在未回收氧化鋁的情況下通過向赤泥里添加氧化鈣進行 水熱反應(yīng)，讓氧化鈉進入液相，進而達到回收氧化鈉的目的。以上方法存在 高能耗或是回收率低等問題，嚴重制約著赤泥的有價金屬回收和綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述已有的回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉方 法存在的不足，提出 一種能在低溫低壓下回收拜耳法赤泥中氧化鋁和氧化鈉 的生產(chǎn)方法，進而有效地節(jié)約能耗和提高資源利用率。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)來實現(xiàn)的。本發(fā)明提供的回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法，其步驟如下 1 )將拜耳法赤泥在重量百分比濃度為30-70%的NaOH水溶液中進行浸出 反應(yīng)，所述的堿溶液與拜耳法赤泥的重量份配比為4: 1-8: 1，浸出反應(yīng)的 浸出溫度為180-250°C，浸出反應(yīng)時間為0. 2-5小時，浸出反應(yīng)完成后保溫 過濾得到含鋁酸鈉的;咸液和脫鋁赤泥；
2)將步驟1)得到的含鋁酸鈉的堿液在50-IO(TC下進行結(jié)晶，過濾得 到水合鋁酸鈉粗晶及其結(jié)晶母液，結(jié)晶母液循環(huán)用于步驟l)的浸出反應(yīng)； 得到的水合鋁酸鈉粗晶用水溶解后，返回拜爾法生產(chǎn)主流程，經(jīng)脫硅種分操 作后得氫氧化鋁，再經(jīng)煅燒后，得到氧化鋁；
3)在步驟1)得到的脫鋁赤泥中加入水和脫鋁赤泥重量5-20 °/。的氧化 鉤，液固比為6: 1~10: 1,在溫度為100-18(TC下反應(yīng)1-5小時進行脫鈉， 脫鈉后的赤泥再經(jīng)洗滌用于生產(chǎn)水泥原41"的終泥，得到的NaOH水溶液中循 環(huán)于步驟l)用于浸出反應(yīng)；
所述步驟1 )的浸出反應(yīng)的壓力為0. 3 MPa -1, 8MPa。
本發(fā)明^提供的回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法具有如下明顯優(yōu) 越性
(1) 本發(fā)明的浸出溫度為180-250°C，較傳統(tǒng)的燒結(jié)法下降700-800°C， 使浸出過程在中、低壓加熱，可有效降低能耗。
(2) 本發(fā)明的浸出壓力在0.3 MPa -1.8MPa，低壓下浸出，克服了設(shè)備 投資大，使用周期短，操作困難等缺點，大幅度降低了設(shè)備投資， 并使操作過程很容易進行；
(3) 本發(fā)明中脫鋁過程不添加任何輔料，使得到的脫鋁赤泥量顯著減 少；
(4 )本發(fā)明的高濃堿液的循環(huán)與分離技術(shù)以及整個過程不存在大量的 濃縮蒸發(fā)大大降低了生產(chǎn)能耗，簡化了生產(chǎn)過程，減少了設(shè)備投入， 提高了工業(yè)可操作性，降低了生產(chǎn)成本。
具體實施方式
實施例1
用本發(fā)明的方法回收拜耳法赤泥氧化鋁，以河南某廠拜耳法赤泥為例，該 拜耳法赤泥組成(wt%)如下Al203 Si02 Fe203 CaOTi02Na20灼減A/S
26.76% 17.09% 7.52% 25.3%4. 93%8. 32%14. 08%1. 57
其回收步驟為:
將拜耳法赤泥與重量百分比濃度為30°/。的NaOH溶液混合后置于反應(yīng)釜 中，其重量份配比為拜耳法赤泥NaOH=l: 4,升溫至180。C,在0. 3MPa下 反應(yīng)lh，得到含》威液、鋁酸鈉和脫鋁赤泥的混合反應(yīng)產(chǎn)物，待混合反應(yīng)產(chǎn)物 冷卻至IO(TC后，取出反應(yīng)釜在100。C烘箱內(nèi)保溫抽濾，分離得到含鋁酸鈉 的堿溶液和脫鋁赤泥，此時的脫鋁赤泥成分中A/S=0. 49 ( A為氧化鋁重量百 分比，S氧化硅重量百分比)，拜耳法赤泥的氧化鋁的回收率為70. 06%;
將得到的含鋁酸鈉的堿溶液(過濾母液)放入結(jié)晶反應(yīng)器中，結(jié)晶6小 時后過濾得到的結(jié)晶母液的苛性比升高到30，水合鋁酸鈉晶體的苛性比為 1.58，然后對鋁酸鈉溶解、脫硅、種分可制得砂狀氧化鋁。
在脫鋁赤泥中再添加水和脫鋁赤泥重量5 %的氧化4丐，其液固比為6: 1， 140。C條件下反應(yīng)4h，得到的脫鈉后終泥的氧化鈉濃度為0. 6°/。。
實施例2
將拜耳法赤泥與重量百分比濃度為45%的NaOH溶液混合后置于反應(yīng)釜 中，其重量份配比為拜耳法赤泥NaOH=l: 4，升溫至24(TC，在1. 3MPa下 反應(yīng)2h，得到含》威液、鋁酸鈉和脫鋁赤泥的混合反應(yīng)產(chǎn)物，待混合反應(yīng)產(chǎn)物 冷卻至IO(TC后，取出反應(yīng)釜在IO(TC烘箱內(nèi)保溫抽濾，分離得到含鋁酸鈉 的堿溶液和脫鋁赤泥，此時的脫鋁赤泥成分中A/S=0. 11 (A為氧化鋁重量百 分比，S氧化硅重量百分比)，拜耳法赤泥的氧化鋁的回收率為93%;
將得到的含鋁酸鈉的堿溶液(過濾母液)放入結(jié)晶反應(yīng)器中，結(jié)晶8小 時后過濾得到的結(jié)晶母液的苛性比升高到32，水合鋁酸鈉晶體的苛性比為 1.65，然后對鋁酸鈉溶解、脫硅、種分可制得砂狀氧化鋁。
在脫鋁赤泥中再添加水和脫鋁赤泥重量10%的氧化鈣，其液固比為8: 1， 150。C條件下反應(yīng)3h,得到的脫鈉后終泥的氧化鈉濃度為0.47°/。。
實施例3
將拜耳法赤泥與重量百分比濃度為50。/。的NaOH溶液混合，并配入一定量 的氫氧化鋁，使得到的溶液中的苛性比為40，其重量份配比為拜耳法赤泥 NaOH=l: 8,后置入反應(yīng)釜中升溫至230°C ，在1. 2MPa下反應(yīng)2h，得到含堿液、鋁酸鈉和脫鋁赤泥的混合反應(yīng)產(chǎn)物，4寺混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至IO(TC后， 取出反應(yīng)釜在IO(TC烘箱內(nèi)保溫抽濾，分離得到含鋁酸鈉的石咸溶液和脫鋁赤 泥，此時的脫鋁赤泥成分中A/S=0. 49 (A為氧化鋁重量百分比，S氧化^f圭重 量百分比)，拜耳法赤泥的氧化鋁的回收率為68. 79%。
將得到的含鋁酸鈉的堿溶液(過濾母液)放入結(jié)晶反應(yīng)器中，結(jié)晶16小 時后過濾得到的結(jié)晶母液的苛性比升高到34，水合鋁酸鈉晶體的苛性比為 1.62，然后對鋁酸鈉溶解、脫硅、種分可制得砂狀氧化鋁。
在脫鋁赤泥中再添加水和脫鋁赤泥重量15°/。的氧化4丐，其液固比為8: 1, 16(TC條件下反應(yīng)2h,得到的脫鈉后終泥的氧化鈉濃度為0.8%。
實施例4
將拜耳法赤泥與重量百分比濃度為70%的NaOH溶液混合，并配入一定量 的氫氧化鋁，使得到的溶液中的苛性比為40,其重量份配比為拜耳法赤泥 NaOH-l: 5,后置入反應(yīng)釜中升溫至250°C ，在1. 7MPa下反應(yīng)3h，得到含石威 液、鋁酸鈉和脫鋁赤泥的混合反應(yīng)產(chǎn)物，待混合反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至1G(TC后， 取出反應(yīng)釜在IO(TC烘箱內(nèi)保溫抽濾，分離得到含鋁酸鈉的堿溶液和脫鋁赤 泥，此時的脫鋁赤泥成分中A/S=0. 23 (A為氧化鋁重量百分比，S氧化硅重 量百分比)，拜耳法赤泥的氧化鋁的回收率為85. 31%。
將得到的含鋁酸鈉的堿溶液(過濾母液)放入結(jié)晶反應(yīng)器中，結(jié)晶16小 時后過濾得到的結(jié)晶母液的苛性比升高到35,水合鋁酸鈉晶體的苛性比為 1.672，然后對鋁酸鈉溶解、脫《圭、種分可制得妙、狀氧化鋁。
在脫鋁赤泥中再添加水和脫鋁赤泥重量15 %的氧化4丐，其液固比為10: 1， 18(TC條件下反應(yīng)2h，得到的脫鈉后終泥的氧化鈉濃度為0. 27°/。。
權(quán)利要求
1、一種回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法，其步驟如下1)將拜耳法赤泥在重量百分比濃度為30-70％的NaOH水溶液中進行浸出反應(yīng)，所述的堿溶液與拜耳法赤泥的重量份配比為4∶1～8∶1，浸出反應(yīng)的浸出溫度為180-250℃，浸出反應(yīng)時間為0.2-5小時，浸出反應(yīng)完成后保溫過濾得到含鋁酸鈉的堿液和脫鋁赤泥；2)將步驟1)得到的含鋁酸鈉的堿液在50-100℃下進行結(jié)晶，過濾得到水合鋁酸鈉粗晶及其結(jié)晶母液，結(jié)晶母液循環(huán)用于步驟1)的浸出反應(yīng)；得到的水合鋁酸鈉粗晶用水溶解后，返回拜爾法生產(chǎn)主流程，經(jīng)脫硅種分操作后得氫氧化鋁，再經(jīng)煅燒后，得到氧化鋁；3)在步驟1)得到的脫鋁赤泥中加入水和脫鋁赤泥重量5-20％的氧化鈣，液固比為6∶1～10∶1，在溫度為100-180℃下反應(yīng)1-5小時進行脫鈉，脫鈉后的赤泥再經(jīng)洗滌用于生產(chǎn)水泥原料的終泥，得到的NaOH水溶液中循環(huán)于步驟1)用于浸出反應(yīng)；所述步驟1)的浸出反應(yīng)的壓力為0.3-1.8MPa。
全文摘要
一種回收拜爾法赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法，步驟為將赤泥在30-70wt％NaOH溶液中進行浸出反應(yīng)，堿溶液與赤泥重量配比4∶1～8∶1，浸出溫度180-250℃，浸出時間0.2-5h，浸出壓力0.3-1.8MPa，過濾得含鋁酸鈉的堿液和脫鋁赤泥；含鋁酸鈉的堿液50-100℃下結(jié)晶，得水合鋁酸鈉粗晶及結(jié)晶母液，結(jié)晶母液循環(huán)用于浸出反應(yīng)；水合鋁酸鈉粗晶用水溶解返回拜爾法生產(chǎn)，經(jīng)脫硅種分和煅燒得氧化鋁；脫鋁赤泥中加水和脫鋁赤泥重量5-20％的氧化鈣，液固比6∶1～10∶1，100-180℃下脫鈉，脫鈉后的赤泥用于水泥生產(chǎn)，NaOH溶液用于浸出反應(yīng)。該方法溶出溫度和壓力較低，氧化鋁溶出率高達90％。
文檔編號C01F7/00GK101607725SQ20081011523
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者旺 孫, 懿 張, 張亦飛, 鄭詩禮, 莉 鐘 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所