赤泥的酸處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金工業(yè)，具體涉及在生產(chǎn)氧化鋁過程中獲得的赤泥的酸處理，其可用于從氧化鋁精煉存儲槽中回收廢物的技術(shù)。赤泥的酸處理方法包括：用由水溶性脂族羧酸組成的溶浸劑進(jìn)行浸取，所述羧酸的每個分子的碳原子少于3個；過濾溶液；并且分離可回收的最終產(chǎn)物。為了確保高水平回收有價值的組分并且增加所述方法的產(chǎn)率，按份添加赤泥并在pH值的控制下進(jìn)行浸取，并且當(dāng)達(dá)到2.3至3.8的目標(biāo)pH值時，則不添加更多的赤泥，一旦浸取完成，則將溶液在給定的浸取溫度保持不少于一小時。
【專利說明】赤泥的酸處理方法
[0001] 本發(fā)明涉及冶金工業(yè)，換言之，涉及在氧化鋁生產(chǎn)期間產(chǎn)生的赤泥的酸處理，其可 用于從氧化鋁精煉存儲槽中回收廢物的技術(shù)。
[0002] 已知一種通過用硫酸進(jìn)行浸取以將有價值組分轉(zhuǎn)移至溶液中來處理來自氧化鋁 生產(chǎn)中的赤泥的方法（RU，專利2140998,C22B7/00,C22B59/00,
【公開日】11-10-1999)。用 74g/L?100g/L濃度的硫酸在不低于64°C進(jìn)行浸取。
[0003] 所述方法的缺陷是，在規(guī)定的溫度和濃度范圍內(nèi)，沒有實(shí)現(xiàn)將大于50%的主要有 價值組分（鈧）提取到溶液中的程度，因?yàn)槌鲞@些限值時，限制因素為漿料"灰泥化"，其 轉(zhuǎn)變?yōu)楹竦恼承詧F(tuán)塊，使得極其難以分離最終產(chǎn)品一一含鈧?cè)芤骸?br> [0004] 與所要求保護(hù)的方法最接近的是一種從來自氧化鋁生產(chǎn)的赤泥中回收鋁、鈣和 稀土金屬的方法，其包括酸浸取、過濾溶液和分離可回收的最終產(chǎn)品（RU，專利2048556， C22B21/00，C22B26/20,C22B59/00,C01F7/02,
【公開日】 11-20-1995)。用作為溶浸劑的水溶 性脂族羧酸進(jìn)行浸取〇. 5小時?3小時，所述羧酸分子中的碳原子少于3個，其中干固相和 液相的重量比為1: (4?18)，酸濃度為3%?25 %，溫度為30?80°C。各種濃度的甲酸 (HC00H)水溶液和乙酸（CH3C00H)水溶液被用作溶浸劑。
[0005] 所述方法的缺陷是缺乏pH控制，其是浸取過程控制的重要信息參數(shù)，因?yàn)榻饘贇?氧化物的沉淀發(fā)生在非常窄的酸度范圍內(nèi)。因此，TiO(OH)2即便在pH= 2時也全部轉(zhuǎn)化為 固相。Fe(0H) 3在pH= 1. 5時開始部分沉淀，而在pH= 4. 1時完全沉淀。A1 (0H) 3在pH〈3. 2 時全部可溶。由此，控制作為復(fù)雜多組分系統(tǒng)的赤泥浸取工藝是非常難的。此外，堿在原始 泥中的可變含量使得不能精確預(yù)測所得懸浮液的酸度和其他特性。還應(yīng)當(dāng)注意，脂族羧酸 (包括甲酸和乙酸）能夠保持溶液中的硅化合物，并且形成分離性較差的無定形二氧化硅 的膠體狀殘留物。
[0006] 本發(fā)明的目的是優(yōu)化在泥加工期間用酸浸取赤泥的條件。
[0007] 技術(shù)結(jié)果是提供有價值組分的高度回收并且提高工藝的產(chǎn)率。
[0008] 上述技術(shù)結(jié)果如下實(shí)現(xiàn)：在一種赤泥的酸處理方法中，所述方法包括：用作為溶 浸劑的水溶性脂族羧酸進(jìn)行浸取，所述羧酸分子中的碳原子少于3個；過濾溶液；并且分離 可回收的最終產(chǎn)物，在pH控制下通過分批添加赤泥來進(jìn)行浸取，當(dāng)達(dá)到2. 3?3. 8的目標(biāo) pH時，停止添加赤泥，并且在浸取完成后，將所述溶液在給定的浸取溫度保持至少1小時。
[0009] 通過控制pH、在給定的2. 3?3. 8的pH進(jìn)行浸取并且在其完成后將溶液保持在給 定的浸取溫度實(shí)現(xiàn)了所述的赤泥酸處理，其中最大化地回收了有價值組分，工藝產(chǎn)率高并 且有效地將所得懸浮液分離為固相和液相。
[0010] 基于同時提供酸處理工藝高產(chǎn)率的條件和后續(xù)過濾的條件，確定了 2. 3?3. 8的 pH值。pH值小于2. 3時，引入所述工藝并被處理的赤泥量較小。pH值大于3. 8時，后續(xù)過 濾較困難，主要是由于存在基本沒有過濾的高度分散的無定形二氧化硅，并且高度分散的 氫氧化鋁開始分離。
[0011] 赤泥的酸處理方法如下進(jìn)行。
[0012] 原始赤泥含有（％ 計(jì)）：Si029.3 ;A120312. 4 ;Fe20344.3 ;Ti024. 4 ;P2050.75 ; Ca013. 6;MgO0? 93 ;Na20 2. 9 ;K20〈0. 15 ;V2050. 09 ;Cr2030. 05;MnO0? 52 ;S032. 8 ;稀土金屬 (總計(jì)）〇? 14;Sc9.0XKT3。
[0013] 用分子中的碳原子少于3個的水溶性脂族羧酸作為溶浸劑進(jìn)行浸取，換言之，甲 酸HCOOH水溶液、乙酸CH3COOH水溶液及其混合物。
[0014] 用15%甲酸和/或乙酸溶液填充具有攪拌裝置和pH傳感器的溫控反應(yīng)器，將溫度 調(diào)節(jié)至80°C，然后在連續(xù)pH監(jiān)控下以小份添加赤泥。所述程序在達(dá)到預(yù)定的懸浮液酸度 (在pH= 1. 6?4. 0范圍內(nèi)）時終止，但在添加最后一份泥后再連續(xù)攪拌一小時。然后停 止攪拌并將懸浮液在相同溫度再維持一小時。隨后通過攪拌從液體中分離固體沉淀，其后 分析固相和液相以便測定溶液中最有價值組分的回收程度。
[0015] 下表提供了通過以上方法對鋁、鈧和稀土金屬獲得的回收率，其取決于浸取過程 完成之后的漿料pH。對于以單獨(dú)的酸和它們的等體積混合物所獲得的結(jié)果差別不明顯。在 偏移到堿側(cè)（pH增加）時，觀察到回收率略微降低，但工藝生產(chǎn)率首先激增至pH= 2. 3,而 后更緩慢地增加至pH= 3. 8。在pH= 4. 0時，由于主要由無定形硅和鋁化合物組成的膠體 的積聚，過濾變得不可能。由此，結(jié)果表明，針對乙酸和甲酸的任意組合，可停止赤泥添加的 最佳pH值在2. 3?3. 8的范圍內(nèi)。
[0016] 在所述方法的工業(yè)實(shí)施中，酸的選擇僅由其成本和可獲得性決定。隨后通過已知 方法回收溶液中存在的鋁、鈧和稀土金屬的化合物。
[0017]表
[0018]
【權(quán)利要求】
1. 一種赤泥的酸處理方法，其包括：用作為溶浸劑的水溶性脂族羧酸進(jìn)行浸取，所述 羧酸分子中的碳原子少于3個；過濾溶液；并且分離出可回收的最終產(chǎn)物；所述方法的特征 在于：在pH控制下通過分批添加赤泥來進(jìn)行浸取，當(dāng)達(dá)到2. 3?3. 8的目標(biāo)pH時，停止添 加赤泥，并且在浸取完成后，將所述溶液在給定的浸取溫度保持至少1小時。
【文檔編號】C01F7/20GK104508159SQ201280074789
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】A·V·博戈馬佐夫, A·S·森尤塔 申請人:俄羅斯工程技術(shù)中心