一种从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法

专利2025-12-22  8


本发明属于赤泥的无害化与资源化应用,具体涉及一种从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法。


背景技术:

1、赤泥是氧化铝生产过程中外排的固态或半固态粉泥状废弃物。因赤泥盐碱含量高、有强烈腐蚀性、含一定放射性,其综合利用效率低下,多以筑坝堆存为主。赤泥的产出量因矿石品位、生产工艺和技术水平而异,每生产1.0吨氧化铝将排放0.8~2.0吨赤泥。赤泥在堆存时会给周边地下水、地表水、土壤、大气环境造成严重的生态风险,因此亟需对赤泥进行无害化与资源化处置。

2、采用拜耳法、烧结法或联合法生产氧化铝时,二氧化硅在铝酸钠溶液中易处于过饱和状态并以水合铝硅酸钠的形态沉淀析出,该沉淀物称为脱硅产物(dsps)。若dsps在溶出过程中析出,则其赋存于外排赤泥中,并导致al2o3和na2o在赤泥中富集。赤泥中dsps的表示式为[na2o·al2o3·(1.68-1.85)sio2]·nna2x·qh2o,主要矿物相为方钠石2nax·[na6al6si6o24]和钙霞石2caco3·[na6al6si6o24]。若能将dsps从赤泥中分离纯化,不仅有利于对赤泥所含矿物物相的定性与定量研究,还有利于赤泥的脱碱及赤泥的资源化利用。

3、因赤泥的矿物构成极其复杂,包括勃姆石、三水铝矿、石英、方解石、针铁矿、赤铁矿、金红石、锐钛矿、dsps等多种矿物。在对赤泥矿物相进行x射线衍射定性或定量分析时多峰重叠及存在多个相似衍射峰,难以在其他多种矿物并存的情况下对赤泥中的dsps进行分析,因此需要先将dsps从复杂物象中分离纯化,从而降低能谱分析的复杂度。

4、方钠石和钙霞石等dsps还是赤泥中固态碱性矿物的主要赋存形态,是赤泥化学结合碱的主要来源,具有极强的酸中和容量(anc)。与赤泥中易溶于液相中的氢氧化钠、碳酸钠等自由碱相比,方钠石和钙霞石等dsps在赤泥脱碱过程中不仅会消耗大量酸液或酸性气体,且溶解转化不彻底易残留于赤泥中,最终影响赤泥脱碱的效率。

5、将方钠石和钙霞石等dsps从赤泥中分离纯化后还可资源化利用。dsps不仅富含al2o3和na2o,能够作为回收铝和钠的原材料,还能够制成4a沸石、冰晶石、硅胶等产品。

6、目前未见高效的从赤泥中提取纯化脱硅产物(dsps)的技术。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明提供一种较为简易的从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,不需要采用高温高压等方式,最大程度保留了方钠石和钙霞石等脱硅产物的原始样貌形态与理化性质,本发明分离纯化出的脱硅产物纯度高,投资及运营成本较低,能够大规模工业化应用。

2、本发明具体是通过以下技术方案来实现的,依据本发明提出的一种从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,包括以下步骤:

3、将赤泥干燥后进行粗磨,磨成粉末状物料,然后过325目振动筛,对筛下产物进行多级重选,直至选出密度小于2.2g/cm3的重选精矿,对所得重选精矿进行稀碱除杂,然后进行固液分离,收集固体沉淀物,并对固体沉淀物进行冲洗和干燥处理,得到脱硅产物纯化产品。

4、进一步地,过325目振动筛之后,筛上产物粒径大于0.045mm,主要是勃姆石、三水铝矿和石英,筛下产物粒径小于0.045mm,主要为脱硅产物(dsps)、方解石、针铁矿、赤铁矿、金红石、锐钛矿。

5、进一步地,所得重选精矿的主要矿物组分为脱硅产物(dsps)及微量三水铝矿,重选尾矿的主要矿物组分为勃姆石、赤铁矿、针铁矿、金红石、锐钛矿、石英、方解石。

6、进一步地,对所得重选精矿进行稀碱除杂的具体方法包括:将重选精矿浸泡于浓度不小于1.2mol/l的氢氧化钾溶液中震荡处理或搅拌处理进行除杂,除杂时间80~120min,液固比为9:1~11:1,在该除杂过程中重选精矿中的微量三水铝矿溶解于稀碱溶液中,已完成除杂的重选精矿进行固液分离,并对精矿进行冲洗和干燥处理,最终得脱硅产物(dsps)纯化产品。

7、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明可达到相当的技术进步性及实用性,并具有广泛的利用价值,其至少具有下列优点:

8、(1)本发明采用简单的方法将脱硅产物(dsps)从赤泥中分离纯化,纯化后的dsps可制成4a沸石、冰晶石、硅胶等产品,也可从中回收铝和碱。本发明的分离纯化工艺不需要采用高温高压等方式,最大程度保留了方钠石和钙霞石等脱硅产物(dsps)的原始样貌形态与理化性质,可作为科学研究的原始样品对赤泥中所含dsps进行矿物学分析、元素组成分析、微观形态分析。

9、(2)本发明方法分离纯化出的脱硅产物(dsps)纯度高,分离过程中损失量极低,且未采用加压、焙烧等方式,投资及运营成本较低,能够大规模工业化应用。



技术特征:

1.一种从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,其特征在于,过325目振动筛之后,筛上产物粒径大于0.045mm,主要是勃姆石、三水铝矿和石英,筛下产物粒径小于0.045mm,主要是脱硅产物、方解石、针铁矿、赤铁矿、金红石、锐钛矿。

3.如权利要求1所述的从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,其特征在于,所得重选精矿的主要矿物组分为脱硅产物及微量三水铝矿。

4.如权利要求1或3所述的从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,其特征在于,对所得重选精矿进行稀碱除杂的具体方法包括:将重选精矿浸泡于浓度不小于1.2mol/l的氢氧化钾溶液中震荡处理或搅拌处理80~120min,液固比为9:1~11:1。


技术总结
本发明涉及一种从赤泥中分离纯化脱硅产物的方法,将赤泥干燥后进行粗磨,磨成粉末状物料,然后过325目振动筛,对筛下产物进行多级重选,直至选出密度小于2.2g/cm<supgt;3</supgt;的重选精矿,对所得重选精矿进行稀碱除杂,然后进行固液分离,收集固体沉淀物,对固体沉淀物进行冲洗和干燥处理,得到脱硅产物纯化产品。本发明采用简单的方法将脱硅产物从赤泥中分离纯化,不需要采用高温高压等方式,最大程度保留了方钠石和钙霞石等脱硅产物的原始样貌形态与理化性质,可作为科学研究的原始样品对赤泥中所含脱硅产物进行矿物学分析、元素组成分析、微观形态分析。本发明分离纯化出的脱硅产物纯度高,投资及运营成本较低,能够大规模工业化应用。

技术研发人员:李辉,曲洋,刘亚敏,林小英,廖东奇,刘学平,徐升
受保护的技术使用者:福建理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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