CN105316479A - 一种赤泥提钒、配矿烧结的方法 - Google Patents
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Abstract
一种赤泥提钒、配矿烧结的方法属于有色金属冶金及钢铁冶金技术领域。本发明提供一种高效、经济、合理的赤泥综合利用方法。本发明包括以下步骤：步骤一：烘干，烘干后细磨；步骤二：入配料仓，加入碳酸钠、氯化钠、硫酸钠；步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧；步骤四：将焙烧后的熟料用硫酸溶液在常压下浸出；步骤五：将浸出液静止，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中；步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，加入硫酸铵，再用硫酸调节，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵沉淀；步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水脱氨后熔化制得成品；步骤八：将浸出渣在烘干设备中烘干，烘干后与铁精粉造球。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶金及钢铁冶金技术领域，尤其涉及氧化铝行业的废料赤泥中提钒、配料烧结制球团炼铁的方法。该方法能有效处理赤泥中五氧化二钒含量在0.2%-5%、全铁含量在20%-45%的赤泥。
背景技术
我国是氧化铝生产的大国。氧化铝赤泥是氧化铝生产过程中的废弃物,，氧化铝行业每年会产生数千万吨的赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。赤泥附带有大量的工业用碱、氟化物以及其它金属等。极易造成对地表、空气、地下水的污染及破坏，并潜伏着赤泥外泄的安全隐患。对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。赤泥中含量最高的三种金属元素分别为铁、铝、钒。钒是一种稀有金属，市场上钒产品的价值很高，因此很有必要回收赤泥中的金属元素。可以为冶炼金属提供新的原料来源。弥补自然矿产资源的不足和降低环境污染。对建设资源节约型社会具有重要意义。
目前国内外的专家、学者都在对赤泥的综合利用回收有价金属方面做了很多的工作。但现有的赤泥回收的工艺都对赤泥进行高效的、综合回收利用。现今的赤泥处理的方案主要存在以下三个问题：1、目前大部分赤泥浸出工艺都是直接用酸浸出赤泥，以中和赤泥中的碱，并直接提取其中的铁、铝等有价金属，但是赤泥中碱的含量很高，如果用酸直接浸出，酸的消耗量会很大，处理成本会提高。2、只考虑含量较高的铁、铝元素的回收提取，此种方法经济性差，且综合利用不彻底，而且回收率较低，在实际生产中不可行。3、利用赤泥做粘结剂或者配料烧砖，此种方法虽利用了赤泥，但却没有开发赤泥当中的有价金属。
中国发明专利申请号为201410084910.2的发明公开了一种碳热法还原炼铝赤泥直接生产铝铁合金的方法，该方法包括按一定比例的赤泥、铁矿石为原料，在电炉中熔炼，引弧加热至熔融态金属液，加适量还原剂碳，必要时需要加入一定铝锭，高效获得铝铁合金，其所获合金组成（质量%）为：C1-5%，Al35-60%，Fe35-60%。其存在的不足是：使用的设备是电炉，能耗高。实际反应不彻底，造成回收率低，且无法很好的控制铁铝合金的成分。
中国发明专利申请号为201410121083.X的发明公开了一种从赤泥中综合回收铁、铝、钪、钛、钒等有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将赤泥与还原剂混合进行还原焙烧，使Fe2O3转化成Fe3O4；（2）通过磁选得到磁性铁精矿和非磁性产品；（3）非磁性产品经过氨水溶出氧化铝；（4）洗涤渣与水配成矿浆，作为吸收剂，吸收吸收燃煤烟气中的SO2。在这个过程中洗涤渣中的碱被SO2中和溶解，pH可以降到5至7之间；（5）向洗涤渣中加入高浓度H2SO4进行酸解，溶出钪、钛于酸解液中，酸解残渣含有SiO2,可直接用于水泥和耐火材料的生产；（6）酸解液加热到90℃至100℃之间，加入偏钛酸晶种,钛以偏钛酸的形式通过水解析出，偏钛酸经过过滤洗涤再经煅烧制得二氧化钛；（7）提取了钛以后的酸解液用13%P204、7%TBP和80%煤油作为萃取剂，萃取溶液中的钪；（8）萃取钪后的溶液，加入氨水中合，直到溶液的PH值在1.8至2.2之间为止，最后用19%P204、8%TBP和73%煤油做萃取剂萃取得到钒，萃取后的余液循环应用于步骤（3）的氧化铝溶出。其存在的不足是：反应所需条件苛刻，在实际生产过程中难以精确控制反应条件，无法达到理想的效果。生产工序繁琐，在实际生产过程中生产周期太长，效益低下。各种金属的回收率低，达不到综合回收利用的目的。
发明内容
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种高效、经济、合理的赤泥综合利用方法。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明包括以下步骤。
步骤一：将赤泥在110℃的烘干设备中烘干1h，烘干后的赤泥进入球磨机料仓进行细磨，用除铁器出去赤泥中的磁性铁。
步骤二：除铁后的赤泥送入配料仓，在配料仓内加入一定比例的碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，加入比例为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01，在配料仓内是物料混合均匀。
步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧，焙烧温度控制在900℃-1050℃，焙烧时间为1.5h-2h。
步骤四：将焙烧后的熟料用PH值为5.5-6.5的硫酸溶液在常压下浸出，浸出设备为橡胶带式真空过滤机。
步骤五：将浸出液静止15h-20h，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中。
步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，当溶液pH值为4-5左右时，加入硫酸铵，再用硫酸调节pH值至2-2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀。沉淀后母液钒的质量浓度0.10g/L以下。其中加酸系数为0.9-1.1，加铵系数为1.0-1.2。
步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水、脱氨后熔化制片，既得成品。
步骤八：将浸出渣110℃的烘干设备中烘干2h，烘干后与铁精粉按1:1比例配料，在水分氛围为7.5%-8.5%的比例下造球，之后按照炼铁烧结工艺要求制作球团矿，所得球团矿可直接用于高炉炼铁。
与现有技术相比本发明的有益效果。
（1）高效：采用本发明的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法能够有效处理五氧化二钒含量在0.2%-5%、全铁含量在20%-45%的赤泥。浸出液中P含量已达到沉淀标准无需再进行除磷工序，缩短了生产周期，提高了生产效率。
（2）经济：采用本发明的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法能够最大限度的对赤泥进行综合利用，得到最大的经济效益。
（3）合理：本发明的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法采用的是先提钒后炼铁的生产方法，保证的钒的转化率。
具体实施方式
选取三种不同品位的赤泥，分别用本发明方法处理。
实施例1：用本发明方法对河南某厂的赤泥进行试验，该赤泥中五氧化二钒含量在4.6%、全铁含量在32.5%。
步骤一：将赤泥在110℃的烘干设备中烘干1h，烘干后的赤泥进入球磨机料仓进行细磨，用除铁器出去赤泥中的磁性铁。
步骤二：除铁后的赤泥送入配料仓，在配料仓内加入一定比例的碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，加入比例为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01，在配料仓内是物料混合均匀。
步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧，焙烧温度控制在950℃，焙烧时间为2h。
步骤四：将焙烧后的熟料用PH值为6.5的硫酸溶液在常压下浸出，浸出设备为橡胶带式真空过滤机。
步骤五：将浸出液静止18h，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中。
步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，当溶液pH值为4-5左右时，加入硫酸铵，再用硫酸调节pH值至2-2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀。沉淀后母液钒的质量浓度0.10g/L以下。其中加酸系数为1.1，加铵系数为1.2。
步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水、脱氨后熔化制片，既得成品。
步骤八：将浸出渣110℃的烘干设备中烘干2h，烘干后与铁精粉按1:1比例配料，在水分氛围为8.5%的比例下造球，之后按照炼铁烧结工艺要求制作球团矿，所得球团矿可直接用于高炉炼铁。
实施例2：用本发明方法对山东某厂的赤泥进行试验，该赤泥中五氧化二钒含量在1.8%、全铁含量在41.3%。
步骤一：将赤泥在110℃的烘干设备中烘干1h，烘干后的赤泥进入球磨机料仓进行细磨，用除铁器出去赤泥中的磁性铁。
步骤二：除铁后的赤泥送入配料仓，在配料仓内加入一定比例的碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，加入比例为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01，在配料仓内是物料混合均匀。
步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间为1.5h。
步骤四：将焙烧后的熟料用PH值为6.5的硫酸溶液在常压下浸出，浸出设备为橡胶带式真空过滤机。
步骤五：将浸出液静止16h，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中。
步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，当溶液pH值为4-5左右时，加入硫酸铵，再用硫酸调节pH值至2-2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀。沉淀后母液钒的质量浓度0.10g/L以下。其中加酸系数为0.9，加铵系数为1.2。
步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水、脱氨后熔化制片，既得成品。
步骤八：将浸出渣110℃的烘干设备中烘干2h，烘干后与铁精粉按1:1比例配料，在水分氛围为7.5%的比例下造球，之后按照炼铁烧结工艺要求制作球团矿，所得球团矿可直接用于高炉炼铁。
实施例3：用本发明方法对山西某厂的赤泥进行试验，该赤泥中五氧化二钒含量在1.1%、全铁含量在39.4%。
步骤一：将赤泥在110℃的烘干设备中烘干1h，烘干后的赤泥进入球磨机料仓进行细磨，用除铁器出去赤泥中的磁性铁。
步骤二：除铁后的赤泥送入配料仓，在配料仓内加入一定比例的碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，加入比例为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01，在配料仓内是物料混合均匀。
步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧，焙烧温度控制在1050℃，焙烧时间为2h。
步骤四：将焙烧后的熟料用PH值为6.5的硫酸溶液在常压下浸出，浸出设备为橡胶带式真空过滤机。
步骤五：将浸出液静止20h，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中。
步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，当溶液pH值为4-5左右时，加入硫酸铵，再用硫酸调节pH值至2-2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀。沉淀后母液钒的质量浓度0.10g/L以下。其中加酸系数为1.1，加铵系数为1.0。
步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水、脱氨后熔化制片，既得成品。
步骤八：将浸出渣110℃的烘干设备中烘干2h，烘干后与铁精粉按1:1比例配料，在水分氛围为8.5%的比例下造球，之后按照炼铁烧结工艺要求制作球团矿，所得球团矿可直接用于高炉炼铁。
Claims (4)
1.一种赤泥提钒、配矿烧结的方法，其特征在于：
步骤一：将赤泥在110℃的烘干设备中烘干1h，烘干后的赤泥进入球磨机料仓进行细磨，用除铁器出去赤泥中的磁性铁；
步骤二：除铁后的赤泥送入配料仓，在配料仓内加入一定比例的碳酸钠、氯化钠、硫酸钠，加入比例为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01，在配料仓内是物料混合均匀；
步骤三：将混匀后的物料送至回转窑中焙烧，焙烧温度控制在900℃-1050℃，焙烧时间为1.5h-2h；
步骤四：将焙烧后的熟料用PH值为5.5-6.5的硫酸溶液在常压下浸出，浸出设备为橡胶带式真空过滤机；
步骤五：将浸出液静止15h-20h，将上清液送至沉淀工序的沉淀罐中；
步骤六：开启搅拌，加入硫酸中和，当溶液pH值为4-5左右时，加入硫酸铵，再用硫酸调节pH值至2-2.5，在加热、搅拌条件下可结晶出桔黄色多钒酸铵(APV)沉淀，沉淀后母液钒的质量浓度0.10g/L以下，其中加酸系数为0.9-1.1，加铵系数为1.0-1.2；
步骤七：将沉淀所得多钒酸铵送入熔片工序，经脱水、脱氨后熔化制片，既得成品；
步骤八：将浸出渣110℃的烘干设备中烘干2h，烘干后与铁精粉按1:1比例配料，在水分氛围为7.5%-8.5%的比例下造球，之后按照炼铁烧结工艺要求制作球团矿，所得球团矿可直接用于高炉炼铁。
2.如权利要求1所述的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法，其特征在于：使用五氧化二钒工业废水中和赤泥中的碱。
3.如权利要求1所述的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法，其特征在于：配料比为物料：碳酸钠：氯化钠：硫酸钠=10:1:0.05:0.01。
4.如权利要求1所述的一种赤泥提钒、配矿烧结的方法，其特征在于：熟料浸出采用微酸性常压浸出，浸出所用溶液为PH值为5.5-6.5的硫酸溶液。
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