本發(fā)明屬赤泥綜合處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種赤泥回收氫氧化鈉的方法。

背景技術(shù)：

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾渣，粒度極細(xì)，是一種堿性污染源，堆存赤泥筑壩不僅會(huì)造成地下水體和土壤污染，還會(huì)隨風(fēng)飛揚(yáng)造成空氣污染，因此必須采取有效的措施處理該類固體廢棄物。此外，赤泥是一種含有多種有價(jià)金屬的二次礦產(chǎn)資源，富含鈦、鈧、釩、鐵、鋁和稀土等多種有價(jià)金屬。關(guān)于赤泥中有價(jià)金屬的回收主要關(guān)注于稀貴金屬方面，而對(duì)赤泥中的鈉，多以脫除研究居多，而很少關(guān)注回收利用。目前赤泥脫除鈉的工藝主要包括水浸脫鈉，需要水浸循環(huán)6次，浸泡時(shí)間長(zhǎng)，處理后赤泥活性低不能直接制備建筑材料。(張國(guó)立，李紹純，張馨元等. 拜耳法赤泥水洗脫堿工藝的研究. 青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33(4): 59-62)。二氧化碳浸出脫鈉過(guò)程鈉的脫除率較低，處理后赤泥活性低，處理后廢水不能回收利用 (王志，韓敏芳，張以河等. 拜耳法赤泥的濕法碳化脫堿工藝研究. 硅酸鹽通報(bào)，2013，32 (9): 1851-1855)。酸浸脫鈉工藝可以去除大部分鈉，但赤泥中的其他元素也會(huì)溶出，無(wú)法實(shí)現(xiàn)選擇性脫鈉，處理后赤泥呈酸性，易造成二次污染(鐘晨，夏舉佩. 拜耳法赤泥中Na⁺的浸出實(shí)驗(yàn)研究. 硅酸鹽通報(bào)，2013，32(9): 2012-2015)。石灰常壓脫鈉需要多級(jí)浸出，脫鈉率較低（鄭秀芳，胡劍，姜梅等. 低溫拜耳法赤泥石灰法脫堿工藝優(yōu)化研究. 輕金屬，2010(4): 21-23.李少康，梁春來(lái)，李光柱等. 一種拜耳法赤泥常壓脫堿方法，發(fā)明專利，2004; 羅忠濤，肖宇領(lǐng)，張磊等. 赤泥料漿化多級(jí)循環(huán)脫堿與堿回收處理工藝. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，4(27): 369-372.）

因此，目前赤泥脫鈉工藝存在操作時(shí)間長(zhǎng)，脫鈉率低、浸出級(jí)數(shù)多，脫鈉后尾渣活性低不能利用，脫鈉液無(wú)法回收氫氧化鈉和綜合利用等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種赤泥回收氫氧化鈉的方法，該方法要求操作時(shí)間短，脫鈉率高、浸出級(jí)數(shù)低，脫鈉后尾渣活性高且能綜合利用，脫鈉液中雜質(zhì)含量低且氫氧化鈉回收率高的方法。

本發(fā)明的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的赤泥回收氫氧化鈉的方法是通過(guò)下述步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的：將赤泥與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~20%的置換藥劑混合，然后在加壓加熱攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行攪拌浸出，浸出溫度為120~240℃，浸出壓強(qiáng)為0.5~2Mpa，浸出液固質(zhì)量比2~5：1，浸出時(shí)間為15~45min，攪拌浸出結(jié)束后經(jīng)過(guò)壓濾獲得合格尾渣和濾液，濾液返回作為浸出溶劑循環(huán)使用浸出新的赤泥，循環(huán)次數(shù)為10~12次，然后將循環(huán)后的濾液在溫度為100~150℃條件下進(jìn)行加熱蒸發(fā)60~120min，再進(jìn)行迅速冷卻結(jié)晶出氫氧化鈉，氫氧化鈉回收率大于97%，氫氧化鈉純度大于99%，結(jié)晶后尾液為合格尾液。

本發(fā)明所述赤泥是拜耳法赤泥，其中氧化鈉的含量大于6%。

本發(fā)明所述置換藥劑為氧化鈣和氧化鎂的混合藥劑，二者的質(zhì)量比為5~9：1。

本發(fā)明所得合格尾渣中氧化鈉含量小于0.5%，氧化鈣含量大于25%（滿足作為制備各種材料的原料要求）。

本發(fā)明所得合格尾液中不含有重金屬危害元素，pH值在7~9（可以排放和綜合利用）。

拜耳法赤泥中的鈉主要是以自由鈉和結(jié)構(gòu)鈉兩種形式存在，自由鈉主要包括各種水溶性鈉鹽，赤泥在出廠之前，已經(jīng)經(jīng)過(guò)大量水沖洗，因此排出的赤泥中自由鈉含量較低。而結(jié)構(gòu)鈉是指鈉存在于鈣霞石、方鈉石等礦物中，不溶于水，采用水洗作業(yè)無(wú)法將其回收，采用酸洗作業(yè)，會(huì)破壞鈣霞石和方鈉石的結(jié)構(gòu)，除了鈉溶解以外，其他如鈣、鋁、鈦等元素也會(huì)溶解，造成脫鈉液無(wú)法回收氫氧化鈉，赤泥脫鈉渣也不能綜合利用。采用加壓置換方法處理赤泥，將赤泥與氧化鈣和氧化鎂混合藥劑于攪拌裝置中進(jìn)行加壓攪拌浸出，可以破壞鈣霞石和方鈉石的晶體結(jié)構(gòu)，鈉會(huì)溶解到溶液中，而混合藥劑中的鈣和鎂會(huì)與鈣霞石和方鈉石中的硅、鋁生成硅酸鈣、硅酸鎂、鋁酸鎂和鋁酸鈣，其中氧化鎂的活性高，在高壓條件下有利于鈣霞石晶格的破壞，而赤泥中鈣鈦礦、板鈦礦、赤鐵礦及含有釩、鈧、稀土元素的礦物在堿性介質(zhì)中不會(huì)發(fā)生溶解而殘留于赤泥中，從而實(shí)現(xiàn)赤泥的選擇性脫鈉，脫鈉液中僅含有鈉離子而不存在其他雜質(zhì)，赤泥尾渣中鈣含量增加，其他元素含量基本保持不變，提高了赤泥尾渣的活性，能夠做為制備各種建筑材料、吸附材料的原料使用。此外，由于采用加壓置換浸出作業(yè)，置換效果好，僅需1級(jí)浸出脫鈉率就大于90%，浸出時(shí)間僅需15~45min，脫鈉液由于雜質(zhì)含量少，可以循環(huán)置換浸出新赤泥，最終脫鈉液中氫氧化鈉含量高，無(wú)需離子交換等濃縮作業(yè)，經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶就可獲得純度大于99%氫氧化鈉固體。

本發(fā)明的有益效果如下：

由于本發(fā)明采用加壓置換赤泥脫鈉作業(yè)，僅需1級(jí)浸出，可使赤泥脫鈉率大于90%，處理后的赤泥尾渣中氧化鈉含量低于0.5%，氧化鈣含量大于25%，能夠作為制備建筑材料的原料，脫鈉液中氫氧化鈉濃度和純度高，可以結(jié)晶為純度大于99%的氫氧化鈉固體。

因此，本發(fā)明具有操作時(shí)間短，脫鈉率高、浸出級(jí)數(shù)低，脫鈉后尾渣活性高且能綜合利用，脫鈉液中雜質(zhì)含量低且氫氧化鈉回收率高的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例（附圖）作進(jìn)一步描述：

為避免重復(fù)敘述，現(xiàn)將本發(fā)明具體實(shí)施方式所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下：拜耳法赤泥，其中氧化鈉的含量大于6%；置換藥劑為氧化鈣和氧化鎂的混合藥劑，二者的質(zhì)量比為5~9：1。具體實(shí)施例中不再贅述。

實(shí)施例1

將赤泥與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%的置換藥劑混合，然后在加壓加熱攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行攪拌浸出，浸出溫度為120~160℃，浸出壓強(qiáng)為0.5~1Mpa，浸出液固質(zhì)量比2~5：1，浸出時(shí)間為15~25min，攪拌浸出結(jié)束后經(jīng)過(guò)壓濾獲得合格尾渣和濾液，濾液返回作為浸出溶劑循環(huán)使用浸出新的赤泥，循環(huán)次數(shù)為10~12次，然后將循環(huán)后的濾液在溫度為140~150℃條件下進(jìn)行加熱蒸發(fā)60~80min，再進(jìn)行迅速冷卻結(jié)晶出氫氧化鈉，氫氧化鈉回收率大于97%，氫氧化鈉純度大于99%，結(jié)晶后尾液為合格尾液。

本實(shí)施例中所得合格尾渣中氧化鈉含量小于0.5%，氧化鈣含量大于25%，滿足作為制備各種材料的原料要求；合格尾液中不含有重金屬危害元素，pH值在7~7.5，可以排放和綜合利用。

實(shí)施例2

將赤泥與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~15%的置換藥劑混合，然后在加壓加熱攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行攪拌浸出，浸出溫度為160~200℃，浸出壓強(qiáng)為1~1.5Mpa，浸出液固質(zhì)量比2~5：1，浸出時(shí)間為25~35min，攪拌浸出結(jié)束后經(jīng)過(guò)壓濾獲得合格尾渣和濾液，濾液返回作為浸出溶劑循環(huán)使用浸出新的赤泥，循環(huán)次數(shù)為10~12次，然后將循環(huán)后的濾液在溫度為120~140℃條件下進(jìn)行加熱蒸發(fā)80~100min，再進(jìn)行迅速冷卻結(jié)晶出氫氧化鈉，氫氧化鈉回收率大于97.5%，氫氧化鈉純度大于99.2%，結(jié)晶后尾液為合格尾液。

本實(shí)施例中所得合格尾渣中氧化鈉含量小于0.4%，氧化鈣含量大于30%，滿足作為制備各種材料的原料要求；合格尾液中不含有重金屬危害元素，pH值在7.5~8.5，可以排放和綜合利用。

實(shí)施例3

將赤泥與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15~20%的置換藥劑混合，然后在加壓加熱攪拌裝置內(nèi)進(jìn)行攪拌浸出，浸出溫度為200~240℃，浸出壓強(qiáng)為1.5~2Mpa，浸出液固質(zhì)量比2~5：1，浸出時(shí)間為35~45min，攪拌浸出結(jié)束后經(jīng)過(guò)壓濾獲得合格尾渣和濾液，濾液返回作為浸出溶劑循環(huán)使用浸出新的赤泥，循環(huán)次數(shù)為10~12次，然后將循環(huán)后的濾液在溫度為100~120℃條件下進(jìn)行加熱蒸發(fā)100~120min，再進(jìn)行迅速冷卻結(jié)晶出氫氧化鈉，氫氧化鈉回收率大于97.9%，氫氧化鈉純度大于99.4%，結(jié)晶后尾液為合格尾液。

本實(shí)施例中所得合格尾渣中氧化鈉含量小于0.3%，氧化鈣含量大于35%，滿足作為制備各種材料的原料要求；合格尾液中不含有重金屬危害元素，pH值在8.5~9，可以排放和綜合利用。

本發(fā)明具有操作時(shí)間短，脫鈉率高、浸出級(jí)數(shù)低，脫鈉后尾渣活性高且能綜合利用，脫鈉液中雜質(zhì)含量低且氫氧化鈉回收率高的特點(diǎn)。