一种赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法与流程

本发明属于固体资源化利用，涉及一种赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法。

背景技术：

1、赤泥是氧化铝生产过程中排出的强碱性副产物，为典型大宗有色冶金工业固体废物。金属铝主要是由氧化铝提取而来，1吨电解铝约需要2吨氧化铝，生产1吨氧化铝则需要2～3吨铝土矿，而在这个过程中会产生大量的赤泥。据统计，自2017年开始我国每年赤泥产生量都超过1亿吨。然而，我国赤泥综合利用率不足10％，堆积处理不仅占用土地还会污染周边环境，存在溃坝风险，对生态安全造成严重威胁。

2、赤泥中含有大量的氧化铁、氧化铝等有价成分，铁和铝的的占比达到50％以上，是提取铁和铝的良好原料。目前，针对赤泥中有价金属元素的回收有了多项研究，酸浸法是回收赤泥有价元素的方法中较为简单的方法，常用的酸包括有机酸，如草酸、柠檬酸等，和无机酸，如盐酸、硝酸、硫酸等。由于赤泥的高碱性，酸浸法往往耗酸、耗碱量过大，并且所获得的产品中含有大量的残留的酸液，导致二次污染。

3、因此，如何开发一种结合废物减量与资源回收，及如何降低酸耗碱耗或回收所使用的酸，实现产品的高纯度的可持续的大宗固废处理技术是践行循环经济、促进可持续发展的有效方式，在解决环境污染问题方面具有积极意义。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，从而实现赤泥无害化和资源化，并实现强酸的回收，具体技术方案如下：

2、一种赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，包括以下步骤：

3、(1)将赤泥破碎后与强酸溶液混合，在加热条件下不断搅拌使铁铝溶液浸出，固液分离后得到赤泥渣和铁铝溶液；

4、(2)将步骤(1)得到的赤泥渣与脱盐水进行混合，搅拌后固液分离，得到除酸根赤泥渣和钠盐溶液；

5、(3)将步骤(1)得到的铁铝溶液进行搅拌加热蒸发，得到铁铝混合固体和气体，收集产生的气体真空冷却得到强酸溶液；

6、(4)将步骤(3)得到的铁铝混合固体与naoh溶液进行混合，调节ph为5～6，搅拌后固液分离，得到铁铝氢氧化物固体和钠盐溶液；

7、(5)将步骤(4)得到的铁铝氢氧化物固体与脱盐水进行混合，搅拌后固液分离，得到除酸根铁铝氢氧化物固体和钠盐溶液；

8、(6)将步骤(5)得到的除酸根铁铝氢氧化物固体与naoh溶液进行混合，调节ph为10～14，搅拌后固液分离，得到氢氧化铁固体和偏铝酸钠溶液。

9、进一步的，所述步骤(1)中，所述赤泥包括拜耳法赤泥、烧结法赤泥或联合法赤泥。

10、进一步的，所述赤泥破碎的粒度为60～200目。

11、进一步的，所述步骤(1)中，所述强酸质量浓度为15％～36％；铁铝溶液循环浸出3～6次，铁铝溶液循环浸出是指：赤泥与强酸溶液加热搅拌后固液分离后得到赤泥渣和铁铝溶液，赤泥渣再与强酸溶液加热搅拌后固液分离后得到赤泥渣和铁铝溶液，每次浸出赤泥或赤泥渣与强酸溶液的质量体积比为1kg：(1l～5l)，搅拌时间为30min～12h，搅拌温度为50～95℃，最后得赤泥渣和混合的铁铝溶液。

12、进一步的，所述步骤(1)具体包括(1-1)将赤泥与质量浓度为31％强酸混合，置于水域恒温震荡器中80℃反应30min，赤泥与强酸的质量体积比为1kg：1l，反应后抽滤得到赤泥渣和铁铝溶液；(1-2)将赤泥渣与质量浓度为20％强酸混合，置于水域恒温震荡器中90℃反应30min，赤泥与强酸的质量体积比为1kg：1l，反应后抽滤得到赤泥渣和铁铝溶液；(1-3)将每次获得的赤泥渣按步骤(1-2)再执行2次；(1-4)将所有铁铝溶液合并。

13、进一步的，所述强酸为有机酸或无机酸；所述有机酸为草酸或柠檬酸，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸。

14、进一步的，所述步骤(2)中，赤泥渣与脱盐水的质量体积比为1kg：(500ml～5l)；所述步骤(3)中，所述加热蒸发的方式包括蒸汽加热、电加热和煤炭加热，加热蒸发的温度为100～200℃；气体冷却方式包括自然冷却和冷凝水冷却。

15、进一步的，所述步骤(4)中，搅拌时间为15min～6h。

16、进一步的，所述步骤(5)中，铁铝混合固体与脱盐水的质量体积比为1kg：(500ml～5l)。

17、进一步的，所述步骤(6)中，搅拌时间为15min～6h。

18、本发明的有益效果如下：

19、(1)本发明采用强酸酸浸并富集浓缩的工艺在低酸耗低碱耗的情况下实现了赤泥中的铁、铝的回收；处理工艺简单，降低了成本，没有废渣和污水的排放。

20、(2)本发明在回收铁铝的基础上，还回收了强酸，并且在蒸发的过程中促进了铁铝的水解过程，生成fe(oh)3和al(oh)3减少了后续的碱耗，且在回收强酸过程中的能耗较小。

21、(3)本发明得到的赤泥渣、氢氧化铁和偏铝酸钠溶液含杂质尤其是酸根离子较少，便于后续对赤泥渣的资源化利用以及偏铝酸钠用于电解铝工艺。

1.一种赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述赤泥包括拜耳法赤泥、烧结法赤泥或联合法赤泥。

3.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述赤泥破碎的粒度为60～200目。

4.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述强酸质量浓度为15％～36％；铁铝溶液循环浸出3～6次，铁铝溶液循环浸出是指：赤泥与强酸溶液加热搅拌后固液分离后得到赤泥渣和铁铝溶液，赤泥渣再与强酸溶液加热搅拌后固液分离后得到赤泥渣和铁铝溶液，每次浸出赤泥或赤泥渣与强酸溶液的质量体积比为1kg：(1l～5l)，搅拌时间为30min～12h，搅拌温度为50～95℃，最后得赤泥渣和混合的铁铝溶液。

5.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括(1-1)将赤泥与质量浓度为31％强酸混合，置于水域恒温震荡器中80℃反应30min，赤泥与强酸的质量体积比为1kg：1l，反应后抽滤得到赤泥渣和铁铝溶液；(1-2)将赤泥渣与质量浓度为20％强酸混合，置于水域恒温震荡器中90℃反应30min，赤泥与强酸的质量体积比为1kg：1l，反应后抽滤得到赤泥渣和铁铝溶液；(1-3)将每次获得的赤泥渣按步骤(1-2)再执行2次；(1-4)将所有铁铝溶液合并。

6.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述强酸为有机酸或无机酸；所述有机酸为草酸或柠檬酸，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸。

7.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，赤泥渣与脱盐水的质量体积比为1kg：(500ml～5l)；所述步骤(3)中，所述加热蒸发的方式包括蒸汽加热、电加热和煤炭加热，加热蒸发的温度为100～200℃；气体冷却方式包括自然冷却和冷凝水冷却。

8.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，搅拌时间为15min～6h。

9.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，铁铝混合固体与脱盐水的质量体积比为1kg：(500ml～5l)。

10.根据权利要求1所述的赤泥酸浸回收铁铝及回收酸的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，搅拌时间为15min～6h。