【技术推荐】赤泥氯化铵脱碱提硅双盐全元素分解分离工艺

赤泥是以铝土矿为原料，通过拜耳法生产氧化铝产生的固体废弃物。世界上95%的氧化铝是采用拜耳法工艺生产的。拜耳法工艺只需要氧化铝，赤泥属低质含钠碱、钙碱固废。拜耳法工艺富集了大量有价值的资源，为人们提供了丰富的免费资源库。酸法，火法，磁选法都存在着不足之处。它们成本高，经济效益低，使人们无法接受。赤泥成份复杂，赤泥中的钠碱、不溶性钙碱含量高，是加工遗留后产物，这是其它行业无法利用赤泥的主要原因！赤泥以堆存为主。目前国内总储存量达到14亿吨以上！并每年新增1亿吨以上。全球总存量45-50亿吨并且每年再增长。

国内矿与进口铝土矿产生的赤泥有很大的差异，进口矿赤泥氧化铁含量高，30%以上甚至达到48%以上，但是三稀有元素含量低，种类少，含有2-5种有价元素锆（1，7-2，5%）铌、钒300-800ppmm微量存在。国内铝土矿价值高三稀元素价值远远高于进口铝土矿。

中国发明专利CN102344982A公开了“一种利用赤泥制取热铁水及副产品的工艺方法”属火法短流程融熔还原炼铁工艺。 

“铁、铝、钛还原熔盐法无渣生产工艺”发明专利CN201310103941,3 属火法与湿法结合工艺

“赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺”发明专利、专利号202110447775、属化工湿法冶金全元素分解分离工艺，火法冶金综合利用工艺。湿法火法结合有效降低生产成本，相互弥补完善工艺方法的不足，能源相互借鉴利用，产成品更适应市场的需求。实现无新三废排放。是真正的绿色循环生产工艺，实现低碳排放。

中国发明专利CN102344982A公开了“一种利用赤泥制取热铁水及副产品的工艺方法”属火法短流程融熔还原炼铁工艺。 

“利用赤泥生产棕刚玉的工艺方法”发明专利、专利号202110215570 属于火法冶金综合利用工艺。湿法火法结合有效降低生产成本，相互弥补完善工艺方法的不足，能源相互借鉴利用，产成品更适应市场的需求。实现无新三废排放。是真正的绿色循环生产工艺，实现低碳排放甚至零碳排放。

设计思路与要求：

1、不直接用任何酸，不增加任何新的固体留存物，达到氯化铵脱碱的目的（钾碱、钠碱、钙碱、镁碱小于0,5t%）二氧化硅回收率90%以上。重点浓氨的回收提纯，不可采用传统的化工工艺方法（间歇试生产、加温、加压、回收低浓度氨水）。从而实现赤泥碱金属、碱土金属、钾、钠、钙、镁含量以氯酸盐液体固液分离回收氯酸盐，得到不含二氧化硅、不含钾、钠、钙、镁，只有三氧化二铁、氧化铝、氧化钛、三稀元素富集。同时二氧化硅分解解离经重选、浮选回收二氧化硅（氯化浸出）。

每吨赤泥有100元以上利润。

NaAlO ₂ +NH ₄ Cl+H ₂ O=NaCl+Al(OH) ₃ ↓+NH ₃ ↑

Na ₂ SiO ₃ +2NH ₄ Cl=2NaCl+2NH ₃ ↑+SiO ₂ ↓+H ₂ O

NaOH+NH ₄ Cl=NH ₃ ↑+H ₂ O+NaCl

CaO+H ₂ O=Ca(OH) ₂

Ca(OH ) ₂ +2NH4CI=CaCI ₂ +2NH ₃ ↑+3H ₂ O

MgO+H ₂ O+2NH ₄ CI=MgCI ₂ +2NH ₃ ↑+2H ₂ O

 Na ₂ FeO ₄ +NH ₄ Cl→Fe(OH) ₃ ↓+NH ₃ ↑+NaCl+H ₂ O

2NH ₃ +H ₃ PO ₄ =(NH ₄ ) ₂ HPO ₄

2、脱碱后的赤泥以三氧化二铁、氧化铝、氧化钛（富集三稀元素）的形式存在。（经烘干）重点氧化铝、氧化钛、三氧化二铁的提纯分离（氧化铁、不含氧化铝、不含氧化钛、少量二氧化硅）满足高炉炼铁要求。氧化铝85%以上、氧化钛（10%左右）少量（二氧化硅2%以内、三氧化二铁5%以内）满足棕刚玉冶炼要求（钙、镁0,5t%以内）。

或采用低温氢还原实现氧化铁还原得到单质高纯铁，提取分离回收氧化铝、氧化钛。（再次富集三稀元素）氢还原铁剩余的氧化铝、氧化钛采用拜耳法回收铝。氧化钛、三稀元素硫酸铵浸出。

工艺流程分两步：

1、硫酸铵热熔盐、铝钛分离、酸不溶物、溶解提取三稀元素。得到高纯氧化铝5N级、二氧化钛（钛白粉）、高纯二氧化硅、浓氨回收。回收氧化钪、氧化鎵、氧化鈰、氧化锆、氧化铌、钒盐等没有新的三废生成、液体稀硫酸循环使用，经济效益高。  

2、赤泥氯化铵化学浸出氯化法、物理选矿结合。赤泥泥浆控制含水量（45-60%以内）直接与氯化铵饱和溶液在设备内混合控制温度25-65℃以内、氯化铵饱和溶液加入与赤泥反应。产生氨气脱水通过磷酸吸收得到磷酸二铵及液氨。氯化铵与赤泥中的碱金属、碱土金属双向水解。回收得到浓氨气，实现了赤泥氯化法的浸出，同时实现了二氧化硅的解离，固液分离、回收氯酸盐。为重选、浮选提取分离二氧化硅提供了经济可行的条件。赤泥进入加水搅拌槽经进入二级擦洗，水量固液比5；5、4；6、3；7、2；8.。经重选离心机、微泡射流浮选机提取二氧化硅。经螺旋溜槽赤泥氧化物粗选得到三种不同比重的产品，重精矿、中矿、粗尾矿。三种矿分别再经悬振圆锥面选矿机得到重金属精矿粉（锆、铌、钒65%），中矿粉得到氧化铁、（不含碱、不含铝、钛氧化物、不含硅）。粗尾矿粉回收铝、钛、少量铁氧化物（用于配料烧结生产棕刚玉原料）。经过实践实验满足工艺要求。 

不含氧化铝、氧化钛、三稀元素。只有三氧化二铁（采用短流程融熔还原铁工艺得到热铁水、非金属氧化物热状态经配料制取发泡玻璃保温材料，与甩丝制取保温棉）。从而有效降低熔分炉温度1700-1650℃工作条件。进一步降低能耗提高效益。改善了耐火材料的耐温条件。  

粗尾矿得到钛、铝、少量铁氧化物（通过配料烧结用于棕刚玉原材料）。从而完成赤泥全要素综合利用，重要的是工艺过程是三稀元素的富集过程，资源中各个元素得以充分利用，能源阶梯利用，资源经济效益最大化得以发挥。投资合理，技术工艺成熟，经中试规避投资风险。赤泥资源化利用商业价值高于铝土矿经济价值。大面积推广将赤泥固废变为资源成为现实。