[发明专利]赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺

说明书

本发明公开了一种赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺，其技术方案为：S1：赤泥与氨气热解氧化铁氢还原反应；S2：反应后的产物磁选出的磁性还原铁进入电炉中冶炼熔融得到高纯铁；S3：磁选后的非磁性材料与氯化铵饱和溶液反应，将产物中的钙镁含量控制在0.1wt％以内，过滤得到固体氧化铝、氧化钛、二氧化硅；S4：反应后的液体氯酸盐先经树脂吸附、萃取提取其中的稀有元素，剩余的液体氯酸盐再进行浓缩结晶分离，得到固体氯化物；S5：过滤得到的固体与硫酸铵反应，得到硫酸铝氨、硫酸氧钛、固体二氧化硅和氨气。本发明的工艺大幅度降低了能耗，提高了产品的商业价值，缩短了工艺流程，使赤泥的处理具有更好的经济效益。

技术领域

本发明涉及赤泥利用技术领域，具体涉及一种赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺。

背景技术

赤泥是拜耳法也是碱法生产氧化铝产生的废渣，由于二氧化硅，氧化铝都溶于钠碱，所以氧化铝是溶解提取不彻底的，产生大量的钠硅渣，钠是以硅酸钠铝酸钠形成的无机大分子材料聚硅酸铝，使氧化铝的溶出无法彻底进行。赤泥以含有大量的钠碱与粉尘危害人们的生产生活环境，现实以堆存为主的处理方式。随着富矿的减少渣量也在增长，如何实现资源化是人们所梦寐以求的。

赤泥中个各元素既不多也不少，单独提取哪种元素都没有经济效益。而钪、镓元素又是稀散元素至今没有独立的矿藏存在。赤泥是人类开采矿物原料中钪、镓元素存有量最高的材料，占钪、镓总量的80％以上；同时又是提取铝后又富集一次钪、镓、钪只溶于酸，又非常稀少。酸法萃取、离子树脂吸附是成熟的生产工艺。使赤泥的利用成为世界性上的难题，最根本的原因在于找不到具有良好经济效益的工艺方法。

发明专利201310103941.3“铁、铝、钛还原熔盐法无渣生产工艺”虽然可以解决赤泥的利用问题，但是仍有不足：能耗高、成本高、投资大、产品商业价值低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对拜耳法钠碱铝提取不彻底的问题，产生大量固体废渣的污染问题，提供一种赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺，大幅度降低了能耗，提高了产品的商业价值，缩短了工艺流程，使赤泥的处理具有更好的经济效益。本发明的二次热熔盐充分利用了赤泥磨细、提铝、富集钪镓的优势，使赤泥实现固废资源化，不同于拜耳法碱法工艺、也不同于酸法工艺，实现了经济、无三废的铁、铝、钛生产工艺。

本发明的技术方案为：

赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺，包括以下步骤：

S1：赤泥与氨气在氢还原炉中进行热解氢还原反应；

S2：步骤S1反应后的产物进入电磁选机，磁选出的磁性还原铁一部分进入电炉中冶炼熔融得到高纯铁，另一部分作为还原铁用于粉末冶金；

S3：步骤S2磁选后的非磁性材料进入反应搅拌罐中与氯化铵饱和溶液反应，将产物中的钙镁含量控制在0.1wt％以内，过滤得到固体氧化铝、氧化钛、二氧化硅；

S4：步骤S3反应后的液体氯酸盐先经树脂吸附、萃取提取其中的稀有元素，剩余的液体氯酸盐再进行浓缩结晶分离，得到固体氯化物；

S5：步骤S3过滤得到的固体氧化铝、氧化钛、二氧化硅与硫酸铵反应，得到硫酸铝氨、硫酸氧钛、固体二氧化硅和氨气。

优选地，步骤S1中，反应温度为800-950℃，反应时间为30-60min。

优选地，步骤S1中，采用电加温对氢还原炉进行加热。

优选地，步骤S1中，氢还原炉的尾气经回收利用后进入水洗除尘塔后排空。

优选地，步骤S3中，气体从反应搅拌罐上部进入氨洗涤塔得到氨水，氨水进入氨精馏塔得到液氨；液氨通过氢还原炉余热，热解得到氢后再进入氢还原炉内完成氢还原铁与非金属碳酸盐氧化物热分解。