本發(fā)明涉及一種赤泥的處理方法，特別涉及一種從赤泥中提取回收鈧、鐵、鋁等金屬的的方法，屬于有色冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈧被譽(yù)為新世紀(jì)戰(zhàn)略元素。廣泛用于國(guó)防、冶金、化工、玻璃、航天、核技術(shù)、激光、電子、計(jì)算機(jī)電源、超導(dǎo)及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，而鈧資源有限。

在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的廢棄物赤泥。赤泥是制鋁工業(yè)從氧化鋁中提煉鋁后殘留的一種紅色、粉泥狀高含水的強(qiáng)堿固體廢料。赤泥的組成性質(zhì)復(fù)雜，呈堿性。赤泥粒度過(guò)細(xì)，國(guó)內(nèi)赤泥堆場(chǎng)大多采用堆場(chǎng)濕存法和脫水干化后長(zhǎng)期堆放。前者濾水滲入地下污染地下水源和土壤，后者長(zhǎng)期堆放干燥后易造成粉塵飛揚(yáng)，嚴(yán)重污染環(huán)境，危害入的健康。

在我國(guó)與鈧有關(guān)的礦產(chǎn)有鋁土礦和磷塊巖礦、華南斑巖型和石英脈型鎢礦、華南稀土礦、內(nèi)蒙古白云鄂博稀土鐵礦和四川攀枝花釩鈦磁鐵礦等。其中鋁土礦和磷塊巖占優(yōu)勢(shì)，其次是鎢礦、釩鈦磁鐵礦、稀土礦。目前大部分的鈧是從氯化煙塵以及鈦白粉廢液中回收。

鋁土礦提取氧化鋁后產(chǎn)生的尾渣赤泥數(shù)量大，含鈧高，從赤泥中有效回收鈧具有十分重要的意義。只是由于目前從赤泥中提鈧所采取的技術(shù)因生產(chǎn)成本較高而無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

提鈧所采用的常用技術(shù)方案為：第一步制取鈧的浸出液，第二步萃取鈧，第三步鈧的再溶精提，第四步制取草酸鈧沉淀，第五步烘干、焙燒制得氧化鈧。而現(xiàn)有的赤泥中提取氧化鈧過(guò)程中由于赤泥本身呈強(qiáng)堿性，浸出赤泥所消耗掉鹽酸或硫酸量大，成本高，無(wú)法大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用萃取工藝提取鈧，由于操作復(fù)雜，成本高，目前也還不能用于工業(yè)化生產(chǎn)。

中國(guó)專利(申請(qǐng)公開號(hào)cn105331837a)公開了一種從赤泥中富集鈧的方法；具體公開了通過(guò)還原焙燒-磁選除鐵、酸浸除硅、氫氧化鈉溶液浸出除鋁的方法，依次通過(guò)還原焙燒-磁選除鐵、酸浸除硅、氫氧化鈉溶液浸出除鋁，得到含鈧濾渣。該方法實(shí)現(xiàn)鈧富集的工藝，能夠高效富集回收赤泥中的鈧資源并綜合回收鐵、鋁、硅等有價(jià)組分。該方法存在一些實(shí)質(zhì)缺陷：1)其還原焙燒溫度較高，高達(dá)1100℃左右，能耗較高；2)其采用酸浸除硅，堿浸除鋁，酸堿消耗量大，3)其通過(guò)逐步富集得到含鈧富集渣，鈧富集效率低，鈧的富集由赤泥的86ppm富集到415ppm，僅富集了5倍左右。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)赤泥中有用金屬回收的方法存在的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種成本低、環(huán)保，可從赤泥中高效富集鈧，且同時(shí)實(shí)現(xiàn)鐵、鋁回收的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的目的是在于一種赤泥綜合回收有用金屬的方法，該方法包括以下步驟：

1)赤泥與增堿劑及還原劑混合后，置于750～950℃溫度下焙燒；焙燒產(chǎn)物與水混合球磨后，進(jìn)行固液分離，所得液體用于回收鋁，所得渣相經(jīng)過(guò)磁選分離回收鐵，得到含鈧渣；所述增堿劑包括碳酸鈉和/或氫氧化鈉；

2)所述含鈧渣與酸溶液混合后，置于密閉釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)浸出，固液分離，得到含鈧浸出液和浸出渣；

3)所述含鈧浸出液采用由苦杏仁酸和硼酸按質(zhì)量比(5～10)∶1組成的復(fù)合沉鈧劑進(jìn)行沉淀鈧，即得含鈧產(chǎn)品。

本發(fā)明的技術(shù)方案關(guān)鍵在于采用了增堿劑進(jìn)行還原焙燒，一方面增堿劑與赤泥中的廢堿成分配合能促進(jìn)赤泥中主要礦物的分解反應(yīng)，降低焙燒溫度至850℃左右，有利于降低能耗；另一方面，增堿劑能夠使赤泥中的鋁充分轉(zhuǎn)化成可溶性鈉鹽，可采用水浸出實(shí)現(xiàn)赤泥中的鋁優(yōu)先回收，不但回收了有價(jià)元素鋁，又使得廢堿得到了利用，也使得后序的酸浸工藝中的酸耗量大大降低。

本發(fā)明技術(shù)方案的另一個(gè)亮點(diǎn)在于，在采用硫酸高效浸出鈧后，結(jié)合使用了特殊的復(fù)合沉鈧劑，對(duì)鈧的選擇性沉淀效果好，可以獲得含鈧較高的鈧產(chǎn)品，鈧含量可高達(dá)5.36％，較赤泥原料富集了500多倍，有利于后續(xù)的鈧回收，可簡(jiǎn)化鈧的回收工藝步驟及回收成本。而常規(guī)的萃取鈧的工藝復(fù)雜、成本高，且容易造成二次污染。而現(xiàn)有的將鈧逐步富集的工藝，得到鈧含量較低的鈧富集渣，在后續(xù)的鈧冶煉過(guò)程中工藝復(fù)雜，成本高。

優(yōu)選的方案，赤泥與增堿劑及還原劑的質(zhì)量比為(8～14)：(1～2)：(2～4)。

較優(yōu)選的方案，所述赤泥通過(guò)球磨預(yù)處理，球磨至-325目粉末質(zhì)量占80％以上；所述還原劑為褐煤。

優(yōu)選的方案，所述焙燒產(chǎn)物與水按質(zhì)量比1:0.5～1.5混合。

較優(yōu)選的方案，所述焙燒產(chǎn)物球磨至-200目粉末質(zhì)量占95％以上。

優(yōu)選的方案，所述焙燒的溫度為800～900℃。

優(yōu)選的方案，所述焙燒的時(shí)間為2～4小時(shí)。

優(yōu)選的方案，所述含鈧渣與濃度為40～60wt％硫酸溶液混合，置于密閉釜內(nèi)，在150～200℃溫度下，進(jìn)行反應(yīng)浸出。較優(yōu)選的硫酸溶液濃度為50wt％。

優(yōu)選的方案，所述硫酸溶液與富鈧渣的質(zhì)量比5:(1～2)。

優(yōu)選的方案，所述浸出的時(shí)間為4～6小時(shí)。

優(yōu)選的方案，沉淀鈧過(guò)程中，含鈧浸出液的ph調(diào)節(jié)至4.5～5.5，溫度維持在60～80℃。

優(yōu)選的方案，所述復(fù)合沉鈧劑的添加量為含鈧浸出液質(zhì)量的10～20％。

優(yōu)選的方案，磁選分離過(guò)程中，控制磁場(chǎng)強(qiáng)度為600～800gs。通過(guò)控制還原焙燒條件以及磁選處理?xiàng)l件，所得磁性產(chǎn)物為磁鐵精粉。

本發(fā)明的技術(shù)方案中，赤泥經(jīng)過(guò)處理后，鐵以鐵精粉的產(chǎn)品形式回收，鋁堿以鋁酸鈉等產(chǎn)品形式回收，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來(lái)的有益技術(shù)效果：

1)本發(fā)明的技術(shù)方案，以鈧含量約為92g/t的赤泥為原料，經(jīng)處理后，使鈧得到高效富集，得到的鈧產(chǎn)品鈧含量高達(dá)5.36％左右，相對(duì)赤泥原料鈧富集了500多倍，鈧的總回收率達(dá)到70％以上，達(dá)到了良好的回收效果。

2)本發(fā)明的技術(shù)方案，在使鈧得到高效富集的同時(shí)，綜合回收了赤泥中鐵、鋁、堿等。

3)本發(fā)明的技術(shù)方案，充分利用了赤泥中廢堿及通過(guò)增堿劑添加的堿，通過(guò)還原焙燒實(shí)現(xiàn)了鋁和堿的回收，為提鐵提供良好的條件，同時(shí)大大降低了還原焙燒的溫度，降低能耗。

4)本發(fā)明的技術(shù)方案，在采用酸實(shí)現(xiàn)鈧高效浸出的基礎(chǔ)上，通過(guò)特殊沉鈧劑實(shí)現(xiàn)鈧的低成本提取，克服了現(xiàn)有萃取方法步驟繁瑣、高成本、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。

5)本發(fā)明的技術(shù)方案操作簡(jiǎn)單，易于控制，成本低，具有極強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

【圖1】為本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，列舉以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不受以下實(shí)施例規(guī)模、數(shù)據(jù)的限制。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與10kgnaoh和20kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為800℃，焙燒時(shí)間3小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到150℃，浸出6個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:10，溫度為60℃。過(guò)濾得濾渣稱重為128g，含鈧量為5.36％，鈧的回收率為74.5％。

對(duì)比例1

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與10kgnaoh和20kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為800℃，焙燒時(shí)間3小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到150℃，浸出6個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5；過(guò)濾得濾渣稱重為116g，含鈧量為0.74％，鈧的回收率為9.33％。

實(shí)施例2

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與8kgnaoh和16kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)700gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照2:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到160℃，浸出5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是6:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:10，溫度為70℃。過(guò)濾得濾渣稱重為135g，含鈧量為4.78％，鈧的回收率為70.1％。

對(duì)比例2

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與8kgnaoh和16kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)700gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照2:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到160℃，浸出5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5；加入沉鈧劑苦杏仁酸；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:10，溫度為70℃。過(guò)濾得濾渣稱重為121g，含鈧量為2.27％，鈧的回收率為29.8％。

實(shí)施例3

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5.5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5.5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為75℃。過(guò)濾得濾渣稱重為127g，含鈧量為5.31％，鈧的回收率為73.3％。

對(duì)比例3

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5.5；加入沉鈧硼酸；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為75℃。過(guò)濾得濾渣稱重為109g，含鈧量為1.54％，鈧的回收率為18.2％。

實(shí)施例4

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5.5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5.5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為75℃。過(guò)濾得濾渣稱重為127g，含鈧量為5.31％，鈧的回收率為73.3％。

對(duì)比例4

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至6.0；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5.5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為75℃。過(guò)濾得濾渣稱重為142g，含鈧量為2.68％，鈧的回收率為41.3％。

實(shí)施例5

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5.5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5.5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為75℃。過(guò)濾得濾渣稱重為127g，含鈧量為5.31％，鈧的回收率為73.3％。

對(duì)比例5

赤泥(含鈧92g/t)100kg磨至-325目通過(guò)80％與9kgnaoh和18kg褐煤混合后焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)間4小時(shí)，焙燒后將焙燒物料按質(zhì)量比1:1加水，球磨至200目通過(guò)95％，過(guò)濾后濾液為鋁酸鈉，濾渣經(jīng)800gs的磁選機(jī)磁選，磁選精礦即為鐵精粉，磁選尾料和質(zhì)量百分比含量為50％的硫酸溶液按照1.5:5的質(zhì)量比混合；在反應(yīng)釜中攪拌并加熱到170℃，浸出4.5個(gè)小時(shí)，過(guò)濾，除去濾渣，得到濾液；將濾液ph值調(diào)整至5.5；加入沉鈧劑由苦杏仁酸和硼酸組成，苦杏仁酸和硼酸的摩爾比是5.5:1；沉鈧劑添加量與濾液的質(zhì)量比為1:5，溫度為85℃。過(guò)濾得濾渣稱重為106g，含鈧量為4.31％，鈧的回收率為49.6％。