專利名稱：用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拜爾法赤泥的治理和綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及用拜爾法赤泥 制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法。
背景技術(shù)：
赤泥是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業(yè)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)而污染海洋，危害漁業(yè)生產(chǎn)。有的在陸地堆放，占 用農(nóng)田，污染水系，干燥后隨風(fēng)飄揚(yáng)，又污染大氣。為了減少污染，赤泥堆場底部應(yīng)鋪設(shè)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(chǎn)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(shù)沒有達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)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?fàn)t渣粘度增加，造成高爐操作困難等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，該方法操作簡 單，設(shè)備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉(zhuǎn)化為工業(yè)上可以利用的物質(zhì)，是一個經(jīng)濟(jì) 適用的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，包括 如下具體步驟
步驟A:將拜爾法赤泥粉碎為至80-100目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化 二鐵，三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；
步驟B:將步驟B所得的濾渣與炭在200-400°C高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物 及二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w通入步驟A所得濾液中吸收；
步驟C:將步驟B所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660. 4°C，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和 硅不熔化，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單質(zhì)鋁產(chǎn)品；
步驟D:將將步驟C所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單 質(zhì)硅產(chǎn)品。本發(fā)明所述用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，所涉及的化學(xué)反 應(yīng)原理為
Na20+ H20===== 2Na0HCaO+ H20 ===== Ca (OH)2 2Fe203+C===== 4Fe+3C02 2A1203+C===== 4 Al +3C02 Si02+C=====Si+C02
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法， 該方法操作簡單，設(shè)備投資少，并將拜爾法赤泥中的有效成分轉(zhuǎn)化為工業(yè)上可以利用的物 質(zhì)，是一個經(jīng)濟(jì)適用的方法。
具體實施例方式實施例1
用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，包括如下具體步驟 步驟A:將拜爾法赤泥粉碎為至80目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化二鐵， 三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；
步驟B:將步驟B所得的濾渣與炭在200°C高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物及二 氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w通入步驟A所得濾液中吸收；
步驟C:將步驟B所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660. 4°C，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和 硅不熔化，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單質(zhì)鋁產(chǎn)品；
步驟D:將將步驟C所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單 質(zhì)硅產(chǎn)品。實施例2
用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，包括如下具體步驟 步驟A:將拜爾法赤泥粉碎為至900目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化二 鐵，三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；
步驟B:將步驟B所得的濾渣與炭在300°C高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物及二 氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w通入步驟A所得濾液中吸收；
步驟C:將步驟B所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660. 4°C，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和 硅不熔化，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單質(zhì)鋁產(chǎn)品；
步驟D:將將步驟C所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單 質(zhì)硅產(chǎn)品。實施例3:
用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，包括如下具體步驟 步驟A:將拜爾法赤泥粉碎為至100目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化二 鐵，三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；
步驟B:將步驟B所得的濾渣與炭在400°C高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物及二 氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w通入步驟A所得濾液中吸收；
步驟C:將步驟B所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660. 4°C，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和 硅不熔化，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單質(zhì)鋁產(chǎn)品；
步驟D:將將步驟C所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單 質(zhì)硅產(chǎn)品。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干 簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，其特征在于，包括如下具體步驟步驟A:將拜爾法赤泥粉碎為至80-100目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化 二鐵，三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；步驟B:將步驟B所得的濾渣與炭在200-400°C高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物 及二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w通入步驟A所得濾液中吸收；步驟C:將步驟B所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660. 4°C，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和 硅不熔化，待鋁完全融化后，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單 質(zhì)招廣品；步驟D:將將步驟C所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單 質(zhì)硅產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了用拜爾法赤泥制備單質(zhì)鐵、單質(zhì)鋁和單質(zhì)硅的方法，將拜爾法赤泥粉碎為至80-100目細(xì)粉，與水充分混合后，過濾，得到含三氧化二鐵，三氧化二鋁和二氧化硅的濾渣和濾液；所得的濾渣與炭在200-400℃高溫下反應(yīng)，生成鐵、鋁和硅的混合物及二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳?xì)怏w通入所得濾液中吸收；所得鐵、鋁和硅的混合物加熱至660.4℃，此時鋁融化為液態(tài)，而鐵和硅不熔化，待鋁完全融化后，固液分離，得到鋁液以及鐵和硅的混合物，鋁液冷卻后即為單質(zhì)鋁產(chǎn)品；所得鐵和硅的混合物經(jīng)磁選裝置磁選分離，得到單質(zhì)鐵產(chǎn)品和單質(zhì)硅產(chǎn)品。
文檔編號C22B7/00GK102115826SQ20101061545
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者謝善情 申請人:謝善情