專利名稱：一種從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及資源回收領域，具體地，本發(fā)明涉及一種從拜耳法氧化鋁廠赤泥廢渣清潔高效回收鋁、堿等組分的方法。
背景技術：
金屬鋁和氧化鋁工業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要基礎原材料產業(yè)。工業(yè)氧化鋁總產量的90%以上用于電解生產金屬鋁，其它則用于電子、耐火材料、石油、化工、陶瓷、環(huán)境保護及制藥等領域。目前，氧化鋁的工業(yè)生產方法基本是堿法，主要包括拜耳法、燒結法和拜耳一燒結聯(lián)合法。同時，我國氧化鋁工業(yè)面臨的資源特點是98%的鋁土礦為硬度大、難溶出的一水硬鋁石型鋁土礦，且以A/S (鋁硅比)為Γ7的中低品位礦石為主，采用國際通用的拜耳法處理我國礦石，必須高溫、高壓的溶出條件；另一方面，受熱力學限制，對當前礦石氧化鋁的回收率已不足75%，且拜耳法赤泥含堿量高，工業(yè)上大量堆存的赤泥既浪費堿鋁等資源，又存在潛在的環(huán)境危害。燒結法和聯(lián)合法能耗是拜耳法的2 4倍，流程復雜，成本高，產品質量不及拜耳法。2011年，我國氧化鋁產量在全世界總量中的比重超過40%，但我國鋁土礦資源在全世界總量中的比重不超過3%。礦石原料的巨大消耗決定了我國氧化鋁工業(yè)資源的對外依存度高達50%以上。與此形成鮮明對照的是，氧化鋁行業(yè)的赤泥是我國有色金屬行業(yè)產生量最大的固體廢棄物，2011年度外排赤泥超過5000萬噸。目前，國內外主要采用堆存的方式處理赤泥，我國的赤泥累積堆存量接近3億噸。赤泥堿含量高且難以脫除，是影響赤泥綜合利用的首要原因。據行業(yè)測算，我國赤泥的綜合利用率約為4%，遠低于有色行業(yè)65%的廢渣利用率。以 2010年赤泥排放情況為例，浪費氧化鋁資源約960萬噸，浪費苛堿資源約360萬噸，直接經濟損失巨大，且潛在的環(huán)境危害問題嚴重。蘇聯(lián)人波諾瑪列夫和薩仁于二十世紀五十年代提出的高壓水化學法，從原理上闡述了從赤泥綜合回收氧化鋁、氧化鈉的可能性，但工藝操作對堿鋁分離等工序要求十分苛亥IJ，蒸發(fā)水量超過18t-H20/t-Al203，雖然經過了半工業(yè)規(guī)模的試驗，時至今日仍未見工業(yè)化報道。Comalco在專利中首次提出了操作較為溫和的水熱法，堿回收率達到80、0%，但氧化鋁回收率低，赤泥中A/S仍大于1，即使操作溫度高至300°C，氧化鋁回收率的提高仍然非常有限。1982年，Cresswell將水熱法用于從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉，溶出過程高溫高壓，介質循環(huán)通過蒸發(fā)大量水得以實現(xiàn)，能耗高。專利CN101607725B提供了一種在低溫低壓條件下從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，其流程對鋁酸鈉結晶過程要求過高，很難滿足介質高效循環(huán)的前提，繼而很難實現(xiàn)赤泥中氧化鈉的經濟、高效回收過程。專利CN101538058B公開了一種低溫低壓水化學法回收赤泥中氧化鋁和氧化鈉的方法，但是該方法在赤泥提鋁過程中無法解決設備結疤的問題，且在氧化鈉回收過程中能耗較高。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種快速從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，以降低溶出設備投資并減弱乃至消除管道結疤等不利影響，并可有效提高氧化鋁資源的回收率；通過結晶過程析出水合鋁酸鈉晶體的溶解及高效脫硅過程，實現(xiàn)赤泥中鋁硅的深度分離，繼而實現(xiàn)高堿濃度、高分子比(溶液中氧化鈉與氧化鋁的物質的量之比，簡寫為a k)鋁酸鈉溶液的高效循環(huán)過程和水合鋁酸鈉晶體的深度結晶過程；通過反應過程中物相的充分轉變，實現(xiàn)常溫常壓下從赤泥回收氧化鈉的過程，降低脫鈉反應能耗。利用該方法，對于處理我國礦石的拜耳法氧化鋁廠所產生的大量赤泥尾渣，可以回收赤泥中80%以上的氧化鋁資源，并將拜耳法赤泥中6 8%的氧化鈉含量降至1%以內，從而可以將赤泥廢渣大量用于建材領域以制備水泥、磚及路基材料、混凝土摻合料、環(huán)境修復材料和其它填料等，并最終解決赤泥的環(huán)境化與資源化難題。所述從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，該方法從拜耳法氧化鋁廠產生的赤泥廢渣清潔生產氧化鋁并回收氧化鈉資源，包括以下步驟( 1)將赤泥、堿液、石灰混合，調配成料漿，進行溶出反應，得到溶出漿液，其為含鋁酸鹽的溶出液與赤泥渣的固液混合物；其中，所述料漿液相中堿的質量分數為3(Γ80%，所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2: f 10:1，所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1.05:Γ4:1 ；(2)將步驟(1)得到的溶出漿液調配至溶液中堿的質量分數為35 90%，進行液固分離，得到赤泥濾渣和結晶前液；(3)將步驟(2)得到的結晶前液冷卻至3(T90°C，結晶至少3小時后進行液固分離，得到晶體濾渣和結晶母液；(4)將步驟(3)得到的晶體濾渣溶解，然后脫硅得到種分精液，然后進行種分過程，得到氫氧化鋁沉淀，除雜，煅燒，得到氧化鋁。優(yōu)選地，步驟(2 )后進行(2')將步驟(2)得到的赤泥濾渣化漿為料漿，所述料漿的液固質量比為1. 5: f 9:1，然后進行二次脫鈉反應，除雜，得到終赤泥。所屬領域技術人員應當知道，步驟(2')與步驟(3)、步驟(4)之間的順序可以調整，即步驟(2')與步驟(3)、步驟(4)互不干擾，其順序可以為(3)—(4)—(2')，也可以是(2' ) —(3)—(4)，步驟(2')可以與步驟(3)同時進行，也可以與步驟(4)同時進行。優(yōu)選地，步驟(1)所述赤泥為處理國內鋁土礦石的拜耳法氧化鋁廠的赤泥廢渣。優(yōu)選地，步驟(1)所述堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，特別優(yōu)選為氫氧化鈉。優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿液相中堿的質量分數為32 70%，特別優(yōu)選為35飛0%。優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2. 2: f 8:1，特別優(yōu)選為2. 5:1 5:1。優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1. 08:Γ3:1,特別優(yōu)選為1. 1:廣2:1。優(yōu)選地，步驟(1)所述溶出反應的溫度為150 400°C，進一步優(yōu)選為180 350°C，特別優(yōu)選為200 300°C。優(yōu)選地，步驟(I)所述溶出反應的時間為至少3分鐘，例如4分鐘、7分鐘、810分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘、59分鐘、61分鐘、70分鐘、80分鐘、90分鐘、99分鐘、101分鐘、110分鐘、120分鐘、200分鐘等，進一步優(yōu)選為5 100分鐘，特別優(yōu)選為6 60分鐘。優(yōu)選地，步驟(I)所述溶出反應結束后的料漿的5 20%返回到溶出體系。優(yōu)選地，步驟(2)通過閃蒸的方式調配堿的質量分數。優(yōu)選地，步驟(2)所述溶液中堿的質量分數為38 80%，特別優(yōu)選為40 70%。優(yōu)選地，步驟(2)所述液固分離溫度為8(Tl40°C，特別優(yōu)選為9(Tl30°C。優(yōu)選地，步驟(2)所述堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，特別優(yōu)選為氫氧化鈉。優(yōu)選地，洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣，得到一次赤泥渣和一次赤泥洗液，所述一次赤泥渣用于步驟(2')所述化漿；優(yōu)選地，步驟(2)得到的所述一次赤泥洗液用于步驟
(4)所述晶體濾渣的溶解，特別優(yōu)選，步驟(2)得到的一次赤泥洗液的1(Γ20%用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解。優(yōu)選地，剩余部分的一次赤泥洗液送去蒸發(fā)工序或去氧化鋁廠補充堿組分。優(yōu)選地，步驟(3)所述結晶溫度為4(T85°C，特別優(yōu)選為45 80°C。優(yōu)選地，步驟(3)所述結晶時間為3. 5^40小時，特別優(yōu)選為4 30小時。優(yōu)選地，將步驟(3)得到的晶體濾渣溶解，脫硅，得到結晶調配料漿，所述結晶調配料漿用于與步驟(2) 所述NaOH的質量分數為35 90%的溶出漿液混合后進行液固分離；優(yōu)選地，所述結晶調配料漿脫硅前，步驟(3)得到的晶體濾渣的溶解液中Na2O濃度為25(T400g/L，進一步優(yōu)選為28(T380g/L，特別優(yōu)選為30(T350g/L ;優(yōu)選地，用于配制所述結晶調配料漿時，采用堿液溶解步驟(3)得到的晶體濾渣；優(yōu)選地，用于配制所述結晶調配料漿的步驟(3)得到的晶體濾渣的比例為2(Γ65%，進一步優(yōu)選為25飛0%，特別優(yōu)選為30^55% ;優(yōu)選地，配制所述結晶調配料漿時所述脫硅反應在液相Na2O濃度為25(T400g/L，溫度85 120°C，添加5飛Og/L的干基拜耳法赤泥的條件下進行；優(yōu)選地，所述脫硅反應時所述Na2O濃度為28(T380g/L，特別優(yōu)選為30(T350g/L ;優(yōu)選地，所述脫硅反應的溫度為9(T115°C，特別優(yōu)選為95 110°C ;優(yōu)選地，所述脫硅反應時所述干基拜耳法赤泥的添加量為8 55g/L，特別優(yōu)選為l(T50g/L ;優(yōu)選地，配制所述結晶調配料漿時所述脫硅時間為至少
O.5小時，進一步優(yōu)選為O. 8^30小時，特別優(yōu)選為f 20小時。優(yōu)選地，步驟(3)所述結晶母液用于步驟(I)所述料漿的調配。優(yōu)選地，步驟(4 )所述晶體濾渣的溶解采用水或堿液。優(yōu)選地，步驟(4)所述除雜為洗滌；優(yōu)選地，步驟(4)所述洗滌得到的氫氧化鋁洗水用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解。優(yōu)選地，步驟(4)所述種分過程結束后分離氫氧化鋁沉淀后得到種分母液，將所述種分母液濃縮至堿的質量分數為4(Γ70%后并入步驟(2)得到的結晶前液中。優(yōu)選地，步驟(2')所述化漿采用水或堿液。優(yōu)選地，步驟(2')所述料漿中Na2O濃度為2(T90g/L，進一步優(yōu)選為3(T80g/L，特別優(yōu)選為4(T70g/L。優(yōu)選地，步驟(2')所述料漿的液固質量比為2. 5: f 8:1，特別優(yōu)選為3:1飛I。優(yōu)選地，步驟(2')所述除雜為過濾，然后洗滌；優(yōu)選地，步驟(2')洗滌得到的赤泥洗水用于步驟(2')所述化漿；優(yōu)選地，步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣；優(yōu)選地，步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿，特別優(yōu)選步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液的5 15%用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿；優(yōu)選地，所述步驟(2')得到的脫鈉濾液中，5 15%的部分用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣以配制所述結晶調配料漿，其余部分用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣。優(yōu)選地，步驟(2')所述二次脫鈉反應溫度為65 120°C，進一步優(yōu)選為7(TllO°C，特別優(yōu)選為8(Tl00°C。優(yōu)選地，步驟(2')所述二次脫鈉反應在常壓下進行。優(yōu)選地，步驟(2')所述二次脫鈉反應時間為至少3小時，進一步優(yōu)選為3. 5 20小時，特別優(yōu)選為Γ15小時。步驟(2')得到的終赤泥可用于建材領域以制備水泥、磚及路基材料、混凝土摻合料、環(huán)境修復材料和其它填料等。優(yōu)選地，本發(fā)明所述堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，特別優(yōu)選為氫氧化鈉。優(yōu)選地，所述從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，包括以下步驟(I)將赤泥、堿液、石灰混合，調配成料漿，150 400°C進行溶出反應至少3分鐘，得到溶出漿液，其為含鋁酸鹽的溶出液與赤泥渣的固液混合物，所述溶出反應結束后的料漿的5 20%返回到溶出體系；其中，所述料漿液相中堿的質量分數為3(Γ80%，所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2: f 10:1，所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1. 05:1 4:1 ；(2)將步驟(I)得到的溶 出漿液調配至溶液中堿的質量分數為35 90%，8(Tl40°C進行液固分離，得到赤泥濾渣和結晶前液；洗滌赤泥濾渣，得到一次赤泥渣和一次赤泥洗液；(3)將步驟(2)得到的結晶前液冷卻至4(T85°C，結晶至少3小時后進行液固分離，得到晶體濾渣和結晶母液；將步驟(3)得到的晶體濾渣的2(Γ65%溶解，脫硅，得到結晶調配料漿，所述結晶調配料漿用于與步驟(2)所述NaOH的質量分數為35 90%的溶出漿液混合后進行液固分離；所述結晶母液用于步驟(I)所述料漿的調配；(4)使用步驟(2 )得到的所述一次赤泥洗液的1(Γ20%將步驟(3 )得到的晶體濾渣溶解，然后脫硅得到種分精液，然后進行種分過程，得到氫氧化鋁沉淀，洗滌，煅燒，得到氧化鋁和種分母液；所述洗滌得到的氫氧化鋁洗水用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解；將所述種分母液濃縮至堿的質量分數為4(Γ70%后并入步驟(2)得到的結晶前液中；(2')將步驟(2)得到的一次赤泥渣化漿為料漿，所述料漿的液固質量比為1. 5:廣9:1，然后65 120°C進行二次脫鈉反應至少3小時，過濾，然后洗滌，得到終赤泥和赤泥洗水；過濾得到的脫鈉濾液用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣和/或溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿；赤泥洗水用于步驟(2')所述化漿。所屬領域技術人員應當知道，步驟(2')與步驟(3)、步驟(4)之間的順序可以調整，即步驟(2')與步驟(3)、步驟(4)互不干擾，其順序可以為(3)—(4)—(2')，也可以是(2' ) —(3)—(4)，步驟(2')可以與步驟(3)同時進行，也可以與步驟(4)同時進行。本發(fā)明所述脫硅是所屬領域已知技術，所屬領域技術人員可根據需要選擇。脫硅過程的實質就是使溶液中處于過飽和狀態(tài)的硅酸鈉轉化成溶解度小的化合物沉淀析出。前人研究的脫硅方法很多，概括起來有兩大類，一是使鋁酸鈉溶液中的硅酸根成為水合鋁硅酸鈉析出；二是使鋁酸鈉溶液中的硅酸根成為溶解度更小的水化石榴石析出。目前國內外多采用將這兩種方法結合起來的兩次脫硅工藝一次脫硅是向鋁酸鈉溶液中添加晶種加壓下使鋁酸鈉溶液中的硅酸根自發(fā)地轉變成固相，以水合鋁硅酸鈉的形式從溶液中沉淀出來，脫除大部分的硅；二次脫硅是分離出水合鋁硅酸鈉后，加入石灰乳常壓下再以水化石榴石的形式深度脫硅。由于粗液組份和對脫硅的要求不同，脫硅流程也是多種多樣的。本發(fā)明所述種分過程即鋁酸鈉溶液晶種分解，是所屬領域已知技術，所屬領域技術人員可根據需要選擇。分解過程的化學反應如下
權利要求
1.一種從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，包括以下步驟(1)將赤泥、堿液、石灰混合，調配成料漿，進行溶出反應，得到溶出漿液；其中，所述料漿液相中堿的質量分數為3(Γ80%，所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2: f 10:1，所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1. 05:Γ4:1 ；(2)將步驟(1)得到的溶出漿液調配至溶液中堿的質量分數為35 90%，進行液固分離，得到赤泥濾渣和結晶前液；(3)將步驟(2)得到的結晶前液冷卻至3(T90°C，結晶至少3小時后進行液固分離，得到晶體濾渣和結晶母液；(4)將步驟(3)得到的晶體濾渣溶解，然后脫硅得到種分精液，然后進行種分過程，得到氫氧化鋁沉淀，除雜，煅燒，得到氧化鋁。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)后進行(2')將步驟(2)得到的赤泥濾渣化漿為料漿，所述料漿的液固質量比為1. 5: f 9:1，然后進行二次脫鈉反應，除雜，得到終赤泥；優(yōu)選地，步驟(1)所述堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，特別優(yōu)選為氫氧化鈉；優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿液相中堿的質量分數為32 70%，特別優(yōu)選為35飛0% ；優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2. 2: f 8:1，特別優(yōu)選為2. 5:1 5:1 ;優(yōu)選地，步驟(1)所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1. 08: f 3:1，特別優(yōu)選為1. 1:1 2:1 ；優(yōu)選地，步驟(1)所述溶出反應的溫度為150 400°C，進一步優(yōu)選為180 350°C，特別優(yōu)選為200 300 0C ；優(yōu)選地，步驟(1)所述溶出反應的時間為至少3分鐘，進一步優(yōu)選為5 100分鐘，特別優(yōu)選為6 60分鐘；優(yōu)選地，步驟(1)所述溶出反應結束后的料漿的5 20%返回到溶出體系。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(2)通過閃蒸的方式調配堿的質量分數；優(yōu)選地，步驟(2)所述溶液中堿的質量分數為38 80%，特別優(yōu)選為40 70% ；優(yōu)選地，步驟(2)所述液固分離溫度為8(T14(TC，特別優(yōu)選為9(T130°C ；優(yōu)選地，步驟(2)所述堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，特別優(yōu)選為氫氧化鈉。
4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣，得到一次赤泥渣和一次赤泥洗液，所述一次赤泥渣用于步驟(2')所述化漿；優(yōu)選地，步驟(2)得到的所述一次赤泥洗液用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解，特別優(yōu)選，步驟(2)得到的一次赤泥洗液的1(Γ20%用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解；優(yōu)選地，剩余部分的一次赤泥洗液送去蒸發(fā)工序或去氧化鋁廠補充堿組分。
5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述結晶溫度為4(T85°C，特別優(yōu)選為45 80°C ；優(yōu)選地，步驟(3)所述結晶時間為3. 5^40小時，特別優(yōu)選為Γ30小時；優(yōu)選地，將步驟(3)得到的晶體濾渣溶解，脫硅，得到結晶調配料漿，所述結晶調配料漿用于與步驟(2)所述NaOH的質量分數為35 90%的溶出漿液混合后進行液固分離；優(yōu)選地，所述結晶調配料漿脫硅前，步驟(3)得到的晶體濾渣的溶解液中的Na2O濃度為250 400g/L，進一步優(yōu)選為28(T380g/L，特別優(yōu)選為300 350g/L ；優(yōu)選地，用于配制所述結晶調配料漿時，采用堿液溶解步驟(3)得到的晶體濾渣；優(yōu)選地，用于配制所述結晶調配料漿的步驟(3)得到的晶體濾渣的比例為20飛5%，進一步優(yōu)選為25 60%，特別優(yōu)選為30 55%。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，配制所述結晶調配料漿時所述脫硅反應在液相Na2O濃度為25(T400g/L，溫度85 120°C，添加5飛Og/L的干基拜耳法赤泥的條件下進優(yōu)選地，所述脫硅反應時所述Na2O濃度為28(T380g/L，特別優(yōu)選為30(T350g/L ；優(yōu)選地，所述脫硅反應的溫度為9(Tll5°C，特別優(yōu)選為95 110°C ；優(yōu)選地，所述脫硅反應時所述干基拜耳法赤泥的添加量為8 55g/L，特別優(yōu)選為10 50g/L ；優(yōu)選地，配制所述結晶調配料漿時所述脫硅時間為至少O. 5小時，進一步優(yōu)選為O.8 30小時，特別優(yōu)選為Γ20小時；優(yōu)選地，步驟(3)所述結晶母液用于步驟(I)所述料漿的調配。
7.如權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述晶體濾渣的溶解采用水或堿液；優(yōu)選地，步驟(4)所述除雜為洗滌；優(yōu)選地，步驟(4)所述洗滌得到的氫氧化鋁洗水用于步驟(4)所述晶體濾渣的溶解；優(yōu)選地，步驟(4)所述種分過程結束后分離氫氧化鋁沉淀后得到種分母液，將所述種分母液濃縮至堿的質量分數為4(Γ70%后并入步驟(2)得到的結晶前液中。
8.如權利要求2-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2')所述化漿采用水或堿液；優(yōu)選地，步驟(2')所述料漿中Na2O濃度為2(T90g/L，進一步優(yōu)選為3(T80g/L，特別優(yōu)選為40 70g/L ；優(yōu)選地，步驟(2')所述料漿的液固質量比為2.5: f 8:1，特別優(yōu)選為3:1飛I ;步驟(2')所述二次脫鈉反應溫度為65 120°C，進一步優(yōu)選為7(TllO°C，特別優(yōu)選為80 100。。；優(yōu)選地，步驟(2')所述二次脫鈉反應在常壓下進行；優(yōu)選地，步驟(2^ )所述二次脫鈉反應時間為至少3小時，進一步優(yōu)選為3. 5^20小時，特別優(yōu)選為4 15小時。
9.如權利要求2-8任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2')所述除雜為過濾，然后洗漆;優(yōu)選地，步驟(2')洗滌得到的赤泥洗水用于步驟(2')所述化漿；優(yōu)選地，步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣；優(yōu)選地，步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿，特別優(yōu)選步驟(2')過濾得到的脫鈉濾液的5 15%用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿；優(yōu)選地，所述步驟(2')得到的脫鈉濾液中，5 15%的部分用于溶解步驟(3)得到的晶體濾渣以配制所述結晶調配料漿，其余部分用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣。
10.如權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)將赤泥、堿液、石灰混合，調配成料漿，150 400°C進行溶出反應至少3分鐘，得到溶出漿液，所述溶出反應結束后的料漿的5 20%返回到溶出體系；其中，所述料漿液相中堿的質量分數為3(Γ80%，所述料漿液相中的堿與干基赤泥的質量比為2:廣10:1，所述料漿固相中CaO與SiO2的物質的量之比為1. 05: f 4:1 ；(2)將步驟(I)得到的溶出漿液調配至溶液中堿的質量分數為35 90%，8(T14(TC進行液固分離，得到赤泥濾渣和結晶前液；洗滌赤泥濾渣，得到一次赤泥渣和一次赤泥洗液；(3)將步驟(2)得到的結晶前液冷卻至4(T85°C，結晶至少3小時后進行液固分離，得到晶體濾渣和結晶母液；將步驟(3)得到的晶體濾渣的2(Γ65%溶解，脫娃，得到結晶調配料漿，所述結晶調配料漿用于與步驟(2)所述NaOH的質量分數為35 90%的溶出漿液混合后進行液固分離；所述結晶母液用于步驟(I)所述料漿的調配；(4)使用步驟(2)得到的所述一次赤泥洗液的1(Γ20%將步驟(3)得到的晶體濾渣溶解，然后脫硅得到種分精液，然后進行種分過程，得到氫氧化鋁沉淀，洗滌，煅燒，得到氧化鋁和種分母液；所述洗滌得到的氫氧化鋁洗水用于所述晶體濾渣的溶解；將所述種分母液濃縮至堿的質量分數為4(Γ70%后并入步驟(2)得到的結晶前液中；(2')將步驟(2)得到的一次赤泥渣化漿為料漿，所述料漿的液固質量比為1.5: f 9:1，然后65 120°C進行二次脫鈉反應至少3小時，過濾，然后洗滌，得到終赤泥和赤泥洗水；過濾得到的脫鈉濾液用于洗滌步驟(2)得到的赤泥濾渣和/或溶解步驟(3)得到的晶體濾渣，配制所述結晶調配料漿；赤泥洗水用于步驟(2')所述化漿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從拜耳法赤泥回收氧化鋁和氧化鈉的方法，該方法采用了高分子比、高堿濃度鋁酸鈉溶液，可以在溫和的操作條件下快速進行提鋁反應，赤泥中氧化鋁的回收率高達85%以上，并可有效防止乃至消除設備結疤等問題；通過實現(xiàn)中間產品水合鋁酸鈉的高效結晶過程，可以大幅度提高溶出介質的循環(huán)效率；提鋁反應中物相的徹底轉變，使得回收氧化鈉的反應過程可以在低溫常壓下進行，經過二次脫鈉反應后終赤泥中氧化鈉含量不高于1%，遠低于拜耳法赤泥6~8%的氧化鈉含量，從而可以將赤泥大比例摻雜用于制備水泥、磚及路基材料、混凝土摻合料、環(huán)境修復材料和其它填料等，有望解決赤泥的資源化利用以及潛在的環(huán)境危害等問題。
文檔編號C01D1/02GK103030160SQ201210532609
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者曹紹濤, 郭濤, 張亦飛, 張懿 申請人:中國科學院過程工程研究所