專利名稱：用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法
技術領域：
本發明涉及拜爾法赤泥的治理和綜合利用技術領域，具體地，涉及用拜爾法赤泥 制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法。
背景技術：
赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業固體廢物。一般含氧化鐵量大，外觀 與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。鋁土礦中鋁含 量高的，采用拜爾法煉鋁，所產生的赤泥稱拜爾法赤泥。拜爾法赤泥的主要成分為三氧化二鐵30-60%，三氧化二鋁10-20%，二氧化硅 3-20%，氧化鈉2-10%，氧化鈣2-8%。每生產1噸氧化鋁要排出0.6 2.0噸赤泥。有的國 家把赤泥排入海中，因含有堿等有害物質而污染海洋，危害漁業生產。有的在陸地堆放，占 用農田，污染水系，干燥后隨風飄揚，又污染大氣。為了減少污染，赤泥堆場底部應鋪設不透 水層，在赤泥堆上面鋪土種植植物。但積極合理的辦法是開展綜合利用，如用赤泥生產建筑 材料、土壤改良劑，以及回收其中的金屬等。40年代以來，許多國家就拜爾法赤泥的綜合利用提出了幾十種方法，但絕大 多數沒有達到工業生產的要求，主要是由于這種赤泥漿不易干燥，脫水能耗大。另外，這種 赤泥中鐵和堿的含量高，也不利于制造水泥。如用以煉鐵，其中的堿會腐蝕爐襯的耐火材 料，赤泥中的氧化鈦還會使爐渣粘度增加，造成高爐操作困難等。
發明內容
本發明提供用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，該方法操作簡單，設 備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉化為工業上可以利用的物質，是一個經濟適用 的方法。本發明的技術方案如下用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如 下具體步驟
步驟A:將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣
和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液
步驟B:將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品； 步驟C:將步驟B所得濾液一與氫氧化鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾 含量之和和氫氧化鈉的摩爾含量之比為1:4. 8-7. 2，反應得到氫氧化鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀 和硫酸鈉，經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二 ；
步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出， 經干燥后，得到硫酸鈉產品；
步驟E 將步驟C所得的含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入600-800°C高溫爐中灼燒 為氧化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體；步驟F 將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。步驟E中所產生的二氧化碳氣體通入氫氧化鈉溶液中吸收。本發明所述用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，所涉及的化學反應原 理為
Fe203+ 3H2S04===== Fe2(S04)3+H20
A1203+ 3H2S04===== Al 2 (S04)3+H20
Na20+ H2S04===== Na 2S04+H20
CaO+ H2S04===== Ca S04 I +H2O
Fe2 (S04)3+ 6Na0H=====3Na2S04+ 2Fe(OH)3 I
A12(S04)3+ 6Na0H=====3Na2S04+ 2 Al (OH) 3 J,
2Fe(OH)3===== Fe203+3H20
2A1(OH)3===== Al 203+3H20
2Fe203+C===== 4Fe+3C02
2A1203+C===== 4 Al +3C02
本發明的有益效果為本發明所述用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，該 方法操作簡單，設備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉化為工業上可以利用的物質， 是一個經濟適用的方法。
具體實施例方式實施例1
用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟 步驟A:將500kg拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、 硫酸鈣和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸 的濾液一；
步驟B:將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品； 步驟C:將步驟B所得濾液一與氫氧化鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾 含量之和和氫氧化鈉的摩爾含量之比為1:4. 8，反應得到氫氧化鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀和硫 酸鈉，經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二 ；
步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出， 經干燥后，得到硫酸鈉產品；
步驟E 將步驟C所得的含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入700°C高溫爐中灼燒為氧 化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體，二氧化碳氣體通入 氫氧化鈉溶液中吸收；
步驟F 將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。實施例2:
用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟 步驟A:將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣 和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液步驟B:將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品； 步驟C:將步驟B所得濾液一與氫氧化鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾 含量之和和氫氧化鈉的摩爾含量之比為1:6，反應得到氫氧化鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀和硫酸 鈉，經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二 ；
步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出， 經干燥后，得到硫酸鈉產品；
步驟E 將步驟C所得的含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入600°C高溫爐中灼燒為氧 化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體，二氧化碳氣體通入 氫氧化鈉溶液中吸收；
步驟F 將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。實施例3:
用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，包括如下具體步驟
步驟A:將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣
和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液
步驟B:將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品； 步驟C:將步驟B所得濾液一與氫氧化鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾 含量之和和氫氧化鈉的摩爾含量之比為1:7. 2，反應得到氫氧化鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀和硫 酸鈉，經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二 ；
步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出， 經干燥后，得到硫酸鈉產品；
步驟E 將步驟C所得的含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入800°C高溫爐中灼燒為氧 化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體，二氧化碳氣體通入 氫氧化鈉溶液中吸收；
步驟F 將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產品。只是做出若干 簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
權利要求
1.用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，其特征在于，包括如下具體步驟 步驟A:將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應，生成硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈣和硫酸鈉，經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液 步驟B:將步驟B所得的含硫酸鈣的濾渣洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品； 步驟C:將步驟B所得濾液一與氫氧化鈉混合，并使濾液一中硫酸鐵和硫酸鋁的摩爾 含量之和和氫氧化鈉的摩爾含量之比為1:4. 8-7. 2，反應得到氫氧化鐵沉淀，氫氧化鋁沉淀 和硫酸鈉，經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二 ；步驟D:將步驟C所得含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出， 經干燥后，得到硫酸鈉產品；步驟E 將步驟C所得的含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入600-800°C高溫爐中灼燒 為氧化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體； 步驟F 將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。
2.如權利要求1所述的用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，其特征在于， 步驟E中所產生的二氧化碳氣體通入氫氧化鈉溶液中吸收。
全文摘要
本發明提供了用拜爾法赤泥制備鐵和鋁并聯產硫酸鈉的方法，將拜爾法赤泥與水充分混合后，與過量硫酸反應,經過濾，得到含硫酸鈣的濾渣一和含硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈉及少量硫酸的濾液一；含硫酸鈣的濾渣一洗滌、粉碎和干燥后，得到硫酸鈣產品；濾液一與氫氧化鈉混合反應經過濾，得到含氫氧化鐵和氫氧化鋁混合物的濾渣二和含硫酸鈉的濾液二；含硫酸鈉的濾液二蒸餾為硫酸鈉過飽和溶液，硫酸鈉結晶析出，經干燥后，得到硫酸鈉產品；含氫氧化鐵和氫氧化鋁的濾渣二送入高溫爐中灼燒為氧化鐵和氧化鋁，而后與炭反應，得到鐵和鋁的混合物及二氧化碳氣體；將鐵和鋁的混合物經磁選裝置磁選分離鐵和鋁。
文檔編號C22B3/08GK102115828SQ201010615459
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者謝善情 申請人:謝善情