一種赤泥深度資源化回收利用方法
2023-07-23 21:32:56 2
專利名稱：一種赤泥深度資源化回收利用方法
技術領域：
本發明涉及一種赤泥深度資源化回收利用方法，屬於赤泥回收技術領域。
背景技術：
赤泥是氧化鋁生產過程中排出的固體粉狀汙染性廢渣，一般平均每生產一噸氧化鋁，附帶產生I. O — 2. O噸赤泥。中國每年排放的赤泥高達數百萬噸。由於冶煉方法和鋁土礦成分各異，赤泥的組分也很複雜，分離及其不易，在我國黔中地區的赤泥還具有放射性，因此，目前國內外的赤泥大都以「銷納海底」或「陸地堆存」為主，不但需要一定的基建費用，而且佔用大量的土地，汙染環境，並使赤泥中含有的稀土礦、鋁土礦、鈦鐵礦、鐵礦、鋯石礦等大量有價金屬礦以及豐富的鹼液得不到合理利用，造成資源的二次浪費，更造成大面積的鹼汙染，危害人體健康，而且越堆越高的赤泥大壩隨時都會有垮塌的危險，時刻威脅著周圍人民群眾的生命安全，嚴重地阻礙了鋁工業的可持續發展。
隨著自然資源的逐漸枯竭，二次資源的回收利用已成為當今環保的一大主題，赤泥的處理和綜合利用這個世界性的大難題的徹底解決已迫在眉睫，世界各國均投入了大量資金、人力研究赤泥的綜合利用，但不是技術不成熟、產品質量不穩定，就是現有成熟技術的產品赤泥配加量很低。因此，目前赤泥的實際利用率很低，利用量與產生量相比還遠遠不夠，很難徹底消除堆積如山的赤泥所造成的環境汙染和安全隱患。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種赤泥深度資源化回收利用方法。能夠有效的將赤泥中的有價礦物質分離出來，並能將赤泥中的鹼回收，使得最後剩餘的固體渣料能夠製備成建材再次使用。本發明的技術方案。赤泥深度資源化回收利用方法，包括下述步驟，a、將赤泥漿通過水力分級，分離得到微粒級重金屬礦以及漿料；b、將漿料進行磁選，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石，再進行浮選，選出其中的鋯石；C、剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，分離出離子型重稀土，以及碳酸鈉、鉀的溶液；d、將固體渣料經過洗滌，去除其中的含鹼量後用於製備建材。所述步驟a中，水力分級為將赤泥漿料通過水力分級系統，先將5微米以下的微粒溢流富集，得到5微米微粒級重金屬礦。所述步驟b中，所述磁選為漿料通過磁場強度大於6500-6800高斯的強磁選系統，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石，選出的礦料再通過磁場強度不大於6500高斯的磁選系統，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨居石與含鐵磁性礦料分離，使獨居石進一步富集。
所述步驟b中，所述浮選為，按重量計，在1000份漿料中加入由O. 5-1. 5份塔爾油，1-2份水玻璃，O. 8-1. 8份氧化石蠟皂和O. 5-1. 8份油酸鈉組成的浮選劑，混合均勻後在pH > 12的介質中進行浮選，將鋯石分離出來。所述步驟b中，所述浮選劑還包括5-10份氫氧化鈉。所述步驟b中，所述浮選的pH值為13—13. 5。所述步驟d中，固體渣料的洗滌水，送至反滲透水系統進行處理，回收其中的鹼，處理後的水循環使用。所述步驟d中，固體渣料經過洗滌後，含鹼量低於O. 5%。 本發明的赤泥回收方法，將赤泥通過水利分級系統、磁選系統、浮選系統、反滲透水處理系統和製備新型建材系統綜合處理後，將赤泥中所含稀土礦、鋯石礦、鈦鐵礦、鐵礦等有價金屬礦以及鹼液分離、提純出來，使原來的汙染物轉化成達到工業應用級別的可用資源，並將赤泥所攜帶的放射性消除殆盡，轉化成常態化赤泥,使其固體渣料符合建材放射性國家標準。申請人研究發現，赤泥中小於5微米的微粒，主要是重稀土礦等重金屬礦，因此將5微米級的微粒收集，可以達到收集微粒級重金屬礦，富集重稀土礦的目的。本發明通過對赤泥的礦物物相分析，根據不同礦物的物性差異，通過將赤泥漿強磁選(大於6500-6800高斯)，將其中的鐵礦、鈦鐵礦和獨居石等磁選礦料先分離出來，再經過弱磁(不大於6500高斯)選將鐵礦、鈦鐵礦選出，即可將獨居石和鐵礦、鈦鐵礦分離出來，使得獨居石(輕稀土集合體)進一步富集。該二次磁選方法，工藝簡單，設備要求不複雜，降低了在赤泥中選礦的成本。本發明的浮選方法以及浮選劑的配比，特點是可在高鹼度環境下進行浮選，經申請人試驗，浮選介質的PH值大於12以上可以有效將鋯石選出，將pH值提高到13—13. 5,浮選效果最好，因此,本發明的浮選劑正適應赤泥的高鹼度眾料，在眾料pH值不夠時，還需要加入氫氧化鈉提高漿料PH值，以達到最好的浮選效果。經申請人試驗，赤泥中的鋯石浮選回收率可以達到80%以上。赤泥漿料進行沉降後，分離其中的鹼液，經過反滲透水系統處理，濃縮得到的濃鹼液，加入草酸反應沉降，能夠將離子型重稀土元素分離。最後回收的混合稀土氧化物，純度高，TREO在90%以上。本發明安全清潔，與現有的赤泥處理方法相比，具有低廉的成本、可靠的技術、優良的環保性能等優點，對赤泥的回收利用，回收率可達98%以上，真正做到了大規模變廢為寶，化害為利，既開發出了高附加值的赤泥綜合產品並實現了產業化，又避免了回收利用過程中造成的二次汙染。在吃幹榨盡赤泥的價值同時，不僅徹底消除了赤泥大壩帶來的環境汙染和安全隱患，還緩解了資源、環境帶來的壓力，實現了經濟效益、社會效益和環境效益的統一。
附圖I為本發明的流程圖。
具體實施例方式本發明的實施例I。赤泥深度資源化回收利用方法，包括下述步驟，a、先將赤泥製漿，然後赤泥漿通過水力分級，分離得到微粒級重金屬礦以及漿料。對於赤泥漿料，主要是將赤泥中5微米以下的微粒溢流富集，得到5微米微粒級重金屬礦。該部分重金屬礦主要是重稀土礦，因此能夠將赤泥中的重稀土礦富集回收。
b、將漿料進行磁選，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石等，再進行浮選，選出其中的鋯石。磁選和浮選具體如下磁選為眾料通過磁場強度大於6500-6800高斯的強磁選系統,選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石等，如磁場強度為6600-12000的磁選系統，均能夠將赤泥中的磁性礦料選出。選出的礦料再通過磁場強度不大於6500高斯的磁選系統，如5500-6500高斯的磁選系統，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，此時獨居石無法被磁選出，使得獨居石與含鐵磁性礦料分離，因此獨居石能夠進一步富集。能夠將赤泥中的獨居石富集回收，並能夠降低赤泥的放射性。浮選方法為，按重量計，在1000份漿料中加入由O. 5-1. 5份塔爾油，1-2份水玻璃，O. 8-1. 8份氧化石蠟皂和O. 5-1. 8份油酸鈉組成的浮選劑，混合均勻後在pH > 12的介質中進行浮選，將鋯石分離出來。經申請人試驗，直接加入塔爾油，也能夠選出鋯石，但效果不夠理想。本發明浮選劑的配比，能夠在高鹼度介質中進行浮選，而且浮選介質的PH值達到13—13. 5,浮選效果最佳，因此,如果浮選的赤泥眾料pH不夠時,還需要加入5-10份氫氧化 鈉，以提高浮選介質的PH值，達到最好的浮選效果。經申請人試驗，赤泥中的鋯石浮選回收率可以達到80%以上。C、剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，分離出離子型重稀土，以及碳酸鈉、碳酸鉀的溶液。混合稀土草酸鹽是指赤泥中可能含有的多種稀土元素，均可與草酸反應，生成稀土草酸鹽。混合稀土草酸鹽進行灼燒，得到混合稀土氧化物，即可將赤泥中的離子型重稀土富集回收。經申請人試驗，草酸還可以替代為可溶於水的碳酸鹽，包括碳酸銨、碳酸氫鎂或碳酸氫鈣等，沉降後得到混合稀土碳酸鹽。d、將固體渣料經過洗滌，去除其中的含鹼量後可用於製備建材，固體渣料的含鹼量應低於O. 5%。本發明的實施例2。赤泥深度資源化回收利用方法，包括下述步驟，a、先將赤泥製漿，然後赤泥漿通過水力分級，將赤泥中5微米以下的微粒溢流富集，得到5微米微粒級重金屬礦。b、將漿料進行磁選，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石等，獨居石採用現有技術進行分離，再進行浮選，選出其中的鋯石。浮選方法為，在赤泥漿料中直接加入塔爾油，然後浮選。C、剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，分離出離子型重稀土，以及碳酸鈉、碳酸鉀的溶液。混合稀土草酸鹽是指赤泥中可能含有的多種稀土元素，均可與草酸反應，生成稀土草酸鹽。混合稀土草酸鹽進行灼燒，得到混合稀土氧化物，即可將赤泥中的離子型重稀土富集回收。d、將固體渣料經過洗滌，去除其中的含鹼量後可用於製備建材，固體渣料的含鹼量應低於0.5%。洗滌水送至反滲透水系統進行處理。本發明的實施例3。赤泥深度資源化回收利用方法，包括下述步驟，a、先將赤泥製漿，然後赤泥漿通過水力分級，分離得到微粒級重金屬礦以及漿料。對於赤泥漿料，主要是將赤泥中5微米以下的微粒溢流富集，得到5微米微粒級重金屬礦。b、將漿料進行磁選，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石等，再進行浮選，選出其中的鋯石。磁選和浮選具體如下磁選為漿料通過磁場強度為10000高斯的強磁選系統，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石等。選出的礦料再通過磁場強度6000高斯的磁選系統，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，此時獨居石無法被磁選出，使得獨居石與含鐵磁性礦料分離，因此獨居石能夠進一步富集。浮選方法為，按重量計，在1000份漿料中加入由I份塔爾油，I. 5份水玻璃，I. 3份氧化石蠟皂和I. I份油酸鈉組成的浮選劑，再加入5-10份氫氧化鈉，使得pH值達到13，再進行浮選，將鋯石分離出來。
C、剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，分離出離子型重稀土，以及碳酸鈉、碳酸鉀的溶液。混合稀土草酸鹽是指赤泥中可能含有的多種稀土元素，均可與草酸反應，生成稀土草酸鹽。混合稀土草酸鹽進行灼燒，得到混合稀土氧化物，即可將赤泥中的離子型重稀土富集回收。d、將固體渣料經過洗滌，去除其中的含鹼量後可用於製備建材，固體渣料的含鹼量應低於O. 5%。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於包括下述步驟， a、將赤泥漿通過水力分級，分離得到微粒級重金屬礦以及漿料； b、將漿料進行磁選，選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石，再進行浮選，選出其中的錯石； C、剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，分離出離子型重稀土，以及碳酸鈉、鉀的溶液； d、將固體渣料經過洗滌，去除其中的含鹼量後用於製備建材。
2.根據權利要求I所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟a中，水力分級為將赤泥漿料通過水力分級系統，先將5微米以下的微粒溢流富集，得到5微米微粒級重金屬礦。
3.根據權利要求I所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟b中，所述磁選為眾料通過磁場強度大於6500-6800高斯的強磁選系統,選出其中的磁性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨居石，選出的礦料再通過磁場強度不大於6500高斯的磁選系統，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨居石與含鐵磁性礦料分離，使獨居石進一步富集。
4.根據權利要求I所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟b中，所述浮選為，按重量計，在1000份漿料中加入由O. 5-1. 5份塔爾油，1-2份水玻璃，O. 8-1. 8份氧化石蠟皂和O. 5-1. 8份油酸鈉組成的浮選劑，混合均勻後在pH > 12的介質中進行浮選，將鋯石分離出來。
5.根據權利要求4所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟b中，所述浮選劑還包括5-10份氫氧化鈉。
6.根據權利要求4所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟b中，所述浮選的PH值為13—13. 5。
7.根據權利要求I所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟d中，固體渣料的洗滌水，送至反滲透水系統進行處理，回收其中的鹼，處理後的水循環使用。
8.根據權利要求I所述的赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於所述步驟d中，固體洛料經過洗漆後，含鹼量低於O. 5%。
全文摘要
本發明公開了一種赤泥深度資源化回收利用方法，其特徵在於將赤泥漿通過水力分級，分離得到微粒級重金屬礦以及漿料；將漿料進行磁選和浮選，富集其中的礦料；剩餘漿料通過沉降，分離出鹼液和固體渣料，鹼液通過反滲透水系統處理分離得到水和濃鹼液，在濃鹼液中加入草酸反應後進行沉降，得到混合稀土草酸鹽，以及碳酸鈉、鉀的溶液；將固體渣料經過洗滌用於製備建材。本發明安全清潔，與現有的赤泥處理方法相比，具有低廉的成本、可靠的技術、優良的環保性能等優點，對赤泥的回收利用，回收率可達98%以上，真正做到了大規模變廢為寶，化害為利，既開發出了高附加值的赤泥綜合產品並實現了產業化，又避免了回收利用過程中造成的二次汙染。
文檔編號C01F17/00GK102897816SQ20121037247
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者鄒建明 申請人:貴州綠水青山環保科技有限公司