[发明专利]从赤泥炉渣中回收钛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种从矿石中提取氧化铝的废弃物赤泥炉渣中回收钛的方法。

背景技术

铝矿石拜耳法氧化铝生产中，铝土矿与石灰、循环碱液混合磨制成合格矿浆后进行溶出，在高温、高压作用下，矿石中的氧化铝进入溶液，其不溶物为赤泥。溶出后矿浆经稀释、沉降固液分离后，产生的底流赤泥浆经三次逆向洗涤、过滤回收附碱后外排。生产l吨氧化铝会产生1.1～1.5 吨赤泥，随着近年来氧化铝工业的快速发展，全球每年的氧化铝产量已近1亿吨，仅中国2012年的氧化铝产量就达4214万吨，赤泥排放量约5000～6000万吨。目前世界上大量的赤泥是采用海洋排放与陆地堆存的方法进行处置，我国对赤泥的处理大都采用平地高台、凹地填充等方法，占用了大量土地。产生的赤泥为中强碱性，因堆放赤泥，会对地下水造成一定的污染，周围居民生活用水以及农作物受到一定的影响，特别是2010年，发生了匈牙利赤泥溃坝污染多瑙河事故之后，更是引起了全球对赤泥问题的高度关注。因此赤泥的堆存管理难度及环境风险越来越大，同时赤泥的堆放会花费大量的输送费用、堆场建设和维护费用，因此氧化铝赤泥严重影响制约着生态环境。

随着我国对环保问题的日益重视，近年来关于赤泥综合利用的研究再次成为热点。赤泥中有价稀有金属种类多，如铁、铝、稀有金属、稀土等，赤泥中其Fe2O3含量可达38%以上，Al2O3：16%～18%，。赤泥的综合利用研究主要包括两个方面:一是提取赤泥中的有用成分，回收有价金属；二是将赤泥作为一般矿物原料，整体加以利用。由于赤泥处理成本问题，许多关于赤泥的利用研究成果，还未产业化推广。

由于赤泥中的铁含量最高，要对赤泥进行综合利用，首先就是要回收赤泥中的铁。如从一水硬铝石的赤泥中回收铁后的炉渣其成分组成一般为：Fe2O3：0.5%～2%、TiO2：7%～10%、CaO：25%～35%、SiO2：15%～20%、Al2O3：25%～30%、MgO：2%～4%、Na2O：3%～8%，以及其他杂质等，其中Al2O3的含量从赤泥中的16%～18%上升到25%～30%。TiO2的含量也上升到7%～10%、二氧化钛的市场售价很高，如能有效的进钛回收，必将会有很大的经济效益，同时也做到了资源的综合利用。其意义非常巨大。

目前，现有技术中从赤泥中回收钛的方法，主要是采用盐酸二次酸浸，例如中国专利，名称“从赤泥中提取金属钪、钛的方法”，专利号“ZL20071011615.2”中记载的技术：一种从赤泥中提取金属钪、钛的方法，用于提取赤泥中的金属钪和金属钛， 以氧化铝厂的富矿二组份熟料烧成工艺产生的赤泥为原料，首先用浓度为2%～6％的盐酸将赤泥中的钠、钙浸出，使赤泥中钪和钛的含量提高，然后用浓度为16%～22％的盐酸对一次酸浸 后的赤泥进行二次酸浸，浸出液通过萃取、反萃、除杂、焙烧等工序获取氧化钪产品；最后 用浓度为80％～90％的硫酸对二次酸浸后的赤泥进行三次酸浸，浸出液加铁粉还原后降温， 使铁以FeSO₄·7H₂O的形态结晶析出，除铁后的含钛酸浸液加碱后加热水解，水解物焙烧后得 氧化钛产品。简便易行，使赤泥中的金属元素得到较高的回收，降低了赤泥处理成本，利于赤泥的综合利用。

现有技术工艺路线较为复杂，处理工艺麻烦，多为专门针对一两种元素的回收，综合利用度低，赤泥中的其他成分废弃较多，仍然会有较大量的废渣排出。因此，寻找一种工艺更为简单，回收率产品纯度高，赤泥中的其他元素也能够有效回收利用的赤泥中回收钛的方法非常有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种从矿石中提取氧化铝的废弃物赤泥炉渣中回收钛的方法，该方法简化了工艺路线，赤泥中各有用成分综合回收利用率高，克服了现有技术的缺陷。

本发明所述的从赤泥炉渣中回收钛的方法，包括以下的步骤：

A、对从矿石中提取氧化铝生产后的的废弃物赤泥进行回收铁元素，使铁元素的含量降至8%以下；

B、对回收铁元素后的炉渣与浓硫酸混合，进行硫酸化焙烧；

C、将焙烧后的混合物进行水浸，过滤后获得主要含稀有金属硫酸盐、硫酸铝和硫酸氧钛混合溶液；

D、向混合溶液中加入过量氨水或者氨气，使得硫酸铝转化为硫酸铝氨沉淀析出，过滤，得主要含稀有金属硫酸盐、硫酸氧钛溶液；

E、在上一步制得的稀有金属硫酸盐、硫酸氧钛溶液中加入少量偏钛酸作为晶种，控制溶液pH为2～3，加热使得硫酸氧钛水解成为偏钛酸沉淀析出，收集沉淀物，即得。

所述的从赤泥炉渣中回收钛的方法，还包括以下的步骤：