[发明专利]从赤泥废料获得高价值产物的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2013年10月21日申请的题为“从赤泥废料获得高价值产物的方 法”的澳大利亚临时专利申请No.2013904057的优先权，该临时申请的内容通过引用全 部并入本文。

技术领域

本发明涉及用于从铝土残渣(赤泥)和其它矿物中回收和纯化金属、类金属、它们 的氧化物或其它有价值物质的方法。

在本说明书中特别地提及从赤泥中回收金属、类金属、它们的氧化物或其它有价值 物质。然而，将意识到本文中描述的方法也可以应用于含有铝氧化物和氢氧化物、铁氧 化物、硅氧化物、和其它痕量金属的其它矿物或者废料。

背景技术

拜尔法的有毒副产物赤泥已经在工业上证实是有问题的达数十年。这种物质在氧化 铝的制备过程中作为废产物产生。对于所制得的每吨氧化铝而言，作为废料流产生1至 2吨的赤泥。目前估计全球的赤泥储量为25至30亿吨。世界范围的产量估计为每年5000 万吨，其中澳大利亚是最大的贡献者(其产量多达每年2500万吨)。据估计对于氧化铝 的需求将在未来的数十年由于经济发展和新兴技术两方面组合而增长。因此如何处理赤 泥的问题是一个主要讨论对象。

归因于赤泥的毒性作用是由于其高苛性(即碱性)引起的。在传统的氧化铝生产的 初始阶段，铝土与经浓缩的氢氧化钠(苛性钠)在一定温度下反应。丢弃的尾料含有高 比例的未加工形式和经化学结合的形式的苛性钠。因此赤泥“残渣”对于动植物和环境而 言是高腐蚀性的，必须经部分地处理以使得能够安全地和负责任地储存。当前的方法采 用在储存于蒸发池或者干堆材料(drystack)之前部分洗涤这种有毒残渣以降低所述苛 性。这些本身是有问题的；蒸发池最终会侵入周围生态系统并与之反应，而干堆必须持 续地维护以限制苛性流失和表面起粉(surfacedusting)。除了对河流、生态系统、建筑 物和家园的损坏之外，赤泥的溢出还已经导致人类死亡。需要处理和/或回收利用赤泥的 可靠方案。

用于处理和/或回收利用赤泥的先前方法已经尝试了通过要么部分中和要么进一步 处理的方式对付所述毒性。昆士兰氧化铝有限公司(QueenslandAluminaLimited)已经 使用海水进行部分处理、从而在储存之前降低所述残渣的苛性特性。然而，这些方法并 没有完全消除与所述物质有关的明显危险，也没有利用整个废料。其它方法已经采用从 废料回收金属的方案。例如，回收利用铁氧化物已经证实是成功的，采用硫酸浸出之后 磁性分离的方式回收钛也已经证实是成功的。Alcoa已经开发出一种涉及将赤泥分解成 适合多种应用的组分；它们的RedSand、RedLime和Alkaloam产品可用于例如农业、 酸矿排水和分析的领域。另外其它方法将经中和的赤泥用于建筑材料、陶瓷、废水处理 和其它新颖的应用中。大部分这些方案的主要缺点是不能利用赤泥废料的主体。多种附 加值金属被套牢在所述残渣内，并且至今，尚未开发出可利用大部分被套牢的有价值物 料的方法。赤泥的典型组成含有多达25％氧化铝、60％铁和15％二氧化硅。其它金属例 如钛、镁和镓也以痕量存在。

需要处理赤泥以提供有价值物料和/或克服与储存赤泥有关的困难的方法。

发明内容

本发明产生于对如下方法的研究：利用海水进行部分赤泥中和、之后进行分离包含 在其中的有价值金属和/或它们的氧化物的新型提取技术。所得产物为铁氧化物(赤铁矿 和磁铁矿)、高纯度氧化铝(HPA)、冶炼级氧化铝(SGA)、高纯度二氧化硅(HPS)以 及其它金属和稀土金属。

根据第一方面，提供了一种用于从赤泥铝土残渣(redmudbauxiteresidues)或类似 物回收有价值金属和/或它们的氧化物的方法，所述方法包括：

a)将pH小于约10的赤泥铝土残渣煅烧以提供经煅烧的赤泥铝土残渣；

b)将所述经煅烧的赤泥铝土残渣酸浸出以提供富含二氧化硅的固体组分和酸浸出 物；

c)分离所述富含二氧化硅的固体组分和所述酸浸出物；

d)从所述酸浸出物中沉淀出富含铁的固体组分；和

e)从所述酸浸出物分离出所述经沉淀的富含铁的固体组分以提供富含铝的液体。