本發(fā)明屬于赤泥高值化綜合利用領(lǐng)域，具體是涉及一種從赤泥中提取鋁、鐵、稀土、鈧的方法。
背景技術(shù)：
：赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁土礦經(jīng)強堿浸出時所產(chǎn)生的殘渣,每生產(chǎn)1噸氧化鋁就有1～1.6噸的赤泥產(chǎn)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬噸，我國僅五大氧化鋁廠，每年產(chǎn)生的赤泥就達600萬噸。全世界赤泥的排放量大，但利用率低，大量赤泥仍然采用堆存或海排的方式處理，巨量赤泥沒有得到有效利用造成不少社會生態(tài)環(huán)境問題和經(jīng)濟效益問題。存放廢赤泥需占用大量土地，赤泥堆場潰壩泄露事故時有發(fā)生，造成巨大經(jīng)濟損失。例如貴州鋁廠和鄭州鋁廠的赤泥堆場1986和1988年均發(fā)生赤泥潰壩事故。赤泥攜帶的含堿污液滲漏到附近河流、湖泊和農(nóng)田，造成地下水體和地表水的嚴重污染，危害漁業(yè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，晾干后的赤泥塵土飛揚，破壞生態(tài)環(huán)境，使大氣嚴重污染。赤泥除主要成分鐵、鋁、鈣、硅、鈉外，還含有稀土、鈧等稀有元素。因而把赤泥看作第二資源，研究從其中綜合回收各有價成分，是一項具有戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義的工作，尤其在金屬礦產(chǎn)資源日益減少和趨向枯竭的情況下，這項工作就顯得更為重要。據(jù)報道，地殼中193萬噸鈧儲量約有75％～80％是伴生在鋁土礦中。在生產(chǎn)氧化鋁時,鋁土礦中98％以上的鈧富集于赤泥中,赤泥中sc2o3的含量有的可達0.02％，比普通鈧礦中鈧含量高出一個數(shù)量級，我國各鋁廠排出的固體廢物赤泥,因使用的鋁土礦產(chǎn)地不同和氧化鋁的生產(chǎn)方法不同,鈧、稀土含量也大不相同。貴州鋁廠拜爾法赤泥中sc2o3為107μg/g,re2o3(稀土元素總量)達1400μg/g；燒結(jié)法赤泥sc2o3為92.5μg/g,re2o3為1320μg/g；鄭州鋁廠赤泥中sc2o3為70.5μg/g,re2o3為66μg/g；山西鋁廠的赤泥中sc2o3為41.2μg/g,re2o3為355μg/g；山東鋁廠的赤泥中sc2o3為44.9μg/g,re2o3為664μg/g。如此大量的赤泥是鈧、稀土的重要潛在來源，從赤泥中回收鈧、稀土具有非常重要的工業(yè)價值。對赤泥中有價金屬的回收，主要還是元素鐵、鋁的綜合利用，部分工藝也考察了鈧的回收。目前，進行研究的工藝主要有五種。赤泥直接磁選回收鐵工藝：李朝祥報道了從我國平果鋁赤泥中回收鐵的半工業(yè)性試驗,工藝不經(jīng)還原直接采用slon型脈動高梯度磁選機作選別設(shè)備,采用一粗一精全磁選流程。該工藝存在的主要問題是鐵的回收率低。焙燒還原-磁選-浸出工藝：美國礦物局研究了將赤泥、石灰石、碳酸鈉與煤混合,磨碎后在800～1000℃條件下進行還原性燒結(jié),燒結(jié)塊粉碎后用水溶出,鋁有89％被溶出,過濾后濾液返回拜耳法系統(tǒng)回收鋁，溶渣進行高強度磁選機分選,磁性部分在1480℃進行還原熔煉產(chǎn)出生鐵,非磁性部分用硫酸溶解其中的鈦,過濾后的鈦氧硫酸鹽經(jīng)水解、煅燒制得tio2,該工藝經(jīng)試驗室小試、半工業(yè)試驗,可制得含fe93～94％、c4～4.5％的生鐵,按磁性部分鐵含量計算，鐵回收率達到95％,所生成的tio2純度為87％～89％,鈦在非磁性部分中的回收率為73％～79％,該工藝存在的主要問題是鐵的磁選效率低。我國湘潭工學(xué)院的羅道成等近來研究了類似美國還原—磁選工藝,但通過在還原過程中加入添加劑使鐵的金屬化率達到92.12％,鐵精礦品位為92.58％,磁選后鐵回收率高達94.7％。xiangqinfang,schiesingermarke.等也報道了一種從赤泥中低溫還原—磁選分離鐵工藝,研究認為:在還原過程中,用煤、炭、鋸木屑、干蔗渣作固相還原介質(zhì),還原溫度可降低到350℃,還原后的赤泥經(jīng)磁選同樣較好地回收了鐵。吳瓊珍等進行了“平果鋁土礦拜耳法赤泥綜合利用研究”，將赤泥以還原焙燒后磁選，達到鐵的回收率86.96％，海綿鐵含鐵84.17％，金屬化率91.49％的技術(shù)指標。尾礦經(jīng)酸處理后焙燒、浸出，再從浸出液中萃取鈧，鈧的萃取率為90.13％。萃余液經(jīng)堿和酸處理得到氧化鋁和硫酸鈉產(chǎn)品，氧化鋁和堿的回收率分別為84.95％和82.72％。酸浸渣用于生產(chǎn)水泥實現(xiàn)零排放的目標。赤泥還原熔煉—爐渣浸出工藝：還原熔煉-爐渣浸出的原理是在赤泥中加碳還原使赤泥中鐵金屬化析出，從而使鈧與鐵分離，鈧進入爐渣。還原熔煉的目的主要是還原回收赤泥中的鐵，并為后續(xù)鈧的提取減少雜質(zhì)鐵的干擾。對爐渣的處理主要有兩種方法：一是經(jīng)堿液(naoh或na2co3)浸出后鈧進入浸出渣(白泥)，對白泥進行酸浸或者氯化后形成鈧的化合物，再加以回收鈧；二是對爐渣直接酸浸后，從浸出液回收鈧。前蘇聯(lián)研究了在氧化鋁生產(chǎn)工藝流程中，氧化鈧的分布情況以及從赤泥中回收氧化鈧的方法。一種處理方法是首先在赤泥中加入cao與焦炭造成球塊，然后將球塊在電弧爐中進行還原熔煉，使sc、ti等稀有元素與鐵分離而進入爐渣，再用蘇打溶液從該爐渣得到一種白渣，此白渣含鈧為赤泥中含鈧量的1.65倍，用h2so4在200℃將此白渣進行硫酸化，接著浸出，約90％的鈧和鑭進入溶液，然后用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品；另一種處理方法是將含鈧的赤泥用作高爐煉鐵原料，赤泥中的氧化鐵被還原成fe，sc不被還原而富集于爐渣中。用堿液浸出此爐渣，sc留在浸出渣中，過濾分離出含sc的殘渣，然后再700℃氯化此殘渣，使sc變成sccl3，用濕法冶金分離、提純，得到純sc2o3。匈牙利鋁托拉斯工程和發(fā)展中心及土耳其的e.ercagt等進行過電弧熔煉赤泥和爐渣濕法冶煉試驗研究,其工藝過程包括赤泥焙燒預(yù)處理、電弧爐熔煉得煉鋼生鐵和爐渣,其中匈牙利產(chǎn)出的生鐵平均成分為(％):si0.3～0.6；ti0.2～0.7；mn0.3～5.0；v0.3～0.4；c4.2～5.0；p<0.3；s<0.01,是一種介于鑄造生鐵和制鋼生鐵之間的特種生鐵,可用于生產(chǎn)合金鋼和冷硬鑄件。爐渣經(jīng)水淬后用60～80g/l的na2co3進行浸出,由于爐渣中的cao具有使溶液中的堿進一步苛化作用,赤泥中的堿和鋁更利于進入溶液,溶液返回氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng),使堿和鋁得到較大回收。溶渣中的堿可降到0.3％～0.4％,可用于水泥生產(chǎn)。該工藝主要缺點是未對其它有價金屬進行綜合回收。前南斯拉夫?qū)Τ嗄嘀懈髟鼐C合回收方面進行了系統(tǒng)研究,所提出的綜合回收工藝流程包括①赤泥造塊:干燥后的赤泥經(jīng)燒結(jié)、壓團后,在混料機內(nèi)再與焦炭和石灰石混合或者原料混合后再造塊；②還原熔煉:在電弧滬或高頻爐中進行,為降低反應(yīng)熔點,在還原過程中加入白云石或石灰石以獲得適當(dāng)粘度的爐渣,赤泥中的al2o3、tio2、zro2、tho2進入爐渣,ni、mo、nb、v和cr則大部分被還原進入生鐵,少量的tio2也被還原。所得爐渣成分大致為(％):feo1.57～3.47、tio28.07～10.30、al2o331.2～34.7、sio28.5～16.77、cao31.27～40.10、mgo7.94～11.19,生鐵雜質(zhì)含量則與匈牙利方法相當(dāng)；③爐渣浸出:爐渣經(jīng)粉碎后在液固比為1∶6、溫度為80～90℃、反應(yīng)時間為30～60min條件下用硫酸溶出,酸耗900-1285kg/t爐渣，al2o3、tio2、zro2、tho2以及部分稀土被溶解進入溶液；④萃取分離:浸出液用5％的二(2-乙基已基)磷酸萃取分離,100％zr、99.5％ti及100％th、sc和稀土進入有機相與其它元素分離,再通過用10％na2co3反萃,反萃液經(jīng)水解分離出氫氧化鈦(灼燒得tio2),水解后溶液經(jīng)蒸發(fā)干燥可獲得富鋯稀有礦,其成分如下(％):zr85.5、hf1.05、u0.925、sc0.0015、th0.078、y0.295、ce0.175。該工藝比匈牙利方法在有價金屬回收方面做了進一步工作,但對鈧和稀土等稀散金屬未作進一步提取回收。加拿大曾研究萃取法綜合處理赤泥或低品位鋁土礦，經(jīng)還原熔煉赤泥產(chǎn)出的爐渣約含sc量為10-3％，用30％h2so4浸出，濾液用添加2％的2-乙基己醇的5％二-(2-乙基己基)磷酸煤油溶液萃取，再用10％na2co3溶液反萃，水解除鈦后，反萃液返回反萃段，經(jīng)2-3次循環(huán)提高濃度后，再提取鈧及其它稀有金屬。此外，還有用hcl直接溶出含sc2o3約0.002％的鋁土礦，大約10-15％的鈧進入溶液，用二-(2-乙基己基)磷酸從酸性溶液中萃取鈧，最后鈧的總回收率為70-80％。雖然赤泥還原煉鐵—爐渣浸出工藝有效地回收了鐵等,但其要求赤泥中鐵含量高,只能處理拜爾法赤泥,燒結(jié)法赤泥難以用上述工藝還原回收得到生鐵。赤泥直接浸出提取工藝：印度報道了用酸處理赤泥回收鋁、鐵和鈦工藝。首先將赤泥用鹽酸浸出,由于鹽酸可溶解al、fe等而不溶解鈦,使al、fe等進入溶液,經(jīng)蒸發(fā)焙燒得al2o3、fe2o3混合物,焙燒氣體hcl返回鹽酸浸出循環(huán)利用；tio2則富集于浸出渣中,其含量可從31％提高到58％，浸出渣用硫酸在270℃下溶出,使tio2生成鈦氧硫酸鹽,經(jīng)水解、焙燒制得96％tio2,用作顏料或生產(chǎn)ticl4。pankjkasliwal等近來報道了鹽酸浸出渣用焙燒的方法進一步富集鈦:浸出渣與na2co3焙燒后,渣中的sio2生成可溶性的na2o·sio2,經(jīng)鹽酸二次浸出,tio2可進一步富集,富集程度可由原浸出渣的36％增加到76％。此外還有將鹽酸浸出渣與鋁粉、cao、caf2、nano3均勻混合,進行鋁熱還原生產(chǎn)近似于工業(yè)合金成分的鈦鐵合金的報道。luigepiga等報道了用鹽酸處理制取冰晶石并回收鋁、鐵、鈦工藝:赤泥用鹽酸在60～80℃條件下浸出,經(jīng)過濾,在濾液中加入氫氟酸使硅以硅酸沉淀,過濾出硅酸,向濾液中加入nacl,nacl的加入量以生成冰晶石所需鈉量為準,經(jīng)蒸發(fā)后結(jié)晶生成冰晶石,結(jié)晶母液為含硅氟酸和鹽酸溶液,將此蒸發(fā)母液與預(yù)先分離的硅酸一同加入到前面鹽酸浸出渣中,使fe、al進一步溶解,以回收溶液中的鐵、鋁,不溶的富鈦渣進行氯化回收鈦。此外,akashdeep等研究了用硫代亞磷酸從鹽酸浸出液萃取分離鈦,cenglogluy.等研究赤泥經(jīng)鹽酸溶解后用離子交換膜回收和富集鋁、鈦、鐵等。希臘學(xué)家m.ochesenkǖhnǖpetropulu等研究了分別用不同濃度的鹽酸、硫酸、硝酸及so2氣體壓力浸出時的浸出條件(如浸出時間、溫度、液固比)及相應(yīng)的浸出效果，研究表明，在浸出劑濃度均為0.5m、溫度298k、浸出時間24h、液固比1:50條件下，其浸出率依次為硝酸＞鹽酸＞硫酸，但相差不是太大，其中硝酸浸出時，鈧的浸出回收率為80％，釔的回收率達90％，重稀土(dy、er、yb)浸出回收率超過70％，中稀土(nd、sm、eu、gd)浸出回收率超過50％，輕稀土(la、ce、pr)浸出回收率超過30％。由于硝酸具有較強的腐蝕性，且隨之的提取工藝介質(zhì)不能與之相銜接，因此，大多采用鹽酸、硫酸浸出。我國尹中林1995年開始發(fā)表了“從平果鋁礦的拜耳法赤泥中提取氧化鈧的初步試驗研究”。該研究采用鹽酸直接溶解赤泥，其工藝包括一次浸出，兩次萃取，并且兩次萃取均為協(xié)同萃取體系。首先用12mol/l的純濃鹽酸浸出赤泥，在一定條件下，鈧的浸出率可達92.48％。酸浸液第一次萃取時協(xié)同萃取劑為p204+仲辛醇，第二次時協(xié)同萃取劑為tbp+仲辛醇，兩次萃取稀釋劑均為煤油。萃合物用沉淀法，經(jīng)過進一步的精煉提純，得到純度約為95.25％的sc2o3。王克勤等采取鹽酸直接浸出山西某鋁廠赤泥，并鹽酸浸出液中提取鈧進行了詳細的研究，結(jié)果表明：浸出液固比很大程度上影響鈧的浸出率，同時還影響鹽酸浸出赤泥的渣量，鹽酸的濃度決定浸出液中鐵的含量。在赤泥浸出提鈧的優(yōu)化條件下，鈧的浸出率大于85％。邵明望采用直接50％硫酸直接浸出赤泥的方式，在液固比3、150℃條件下使赤泥和硫酸反應(yīng)1h。然后用液固比15、常溫、水浸5h。水浸液用p204+15％仲辛醇+磺化煤油萃取，鈧、鐵及鋁等金屬元素進入萃取相，然后采用7mol/l的硫酸在常溫反萃，再用4mol/l的氫氧化鈉反萃，最后用鹽酸酸化，草酸沉淀，沉淀灼燒得到sc2o3粉末，鈧的回收率大于80％。赤泥預(yù)處理-酸浸工藝：赤泥預(yù)處理主要是指焙燒、脫堿，焙燒-硫酸浸出工藝的原理是通過焙燒去除赤泥的水分，破壞赤泥的膠結(jié)狀態(tài)，然后通過浸出使sc、fe、ti、re等有價金屬進入溶液而大部分雜質(zhì)等留在浸出渣中，從而實現(xiàn)有價金屬與雜質(zhì)的分離。貴州大學(xué)的薛安等以廣西某氧化鋁廠拜耳法產(chǎn)生的赤泥，采用焙燒-硫酸浸出工藝回收鈧時取得了較好的效果。其研究結(jié)果表明當(dāng)赤泥平均粒徑65-80μm、浸出溫度90℃、浸出時間3h、液固比3的條件下，鈧的回收率可達80％以上。孫道興以山東鋁廠的赤泥為原料，采用石灰法脫堿，利用赤泥中不同形態(tài)的鈉鹽直接或間接與鈣離子反應(yīng)，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄詨A和不溶性鈣鹽。其中典型的反應(yīng)為鈣鈉置換反應(yīng)，即含水硅鋁酸鈉與氧化鈣反應(yīng)，生成溶解度更低的硅鋁酸鈣。赤泥提取金屬鈦、鈧采用兩段酸浸工藝，先用6mol/l的hcl浸取，再用17.1mol/l的硫酸浸出。鹽酸浸出液用質(zhì)量分數(shù)1％的p507溶液萃取，2mol/l的氫氧化鈉溶液反萃，鈧的提取率達91％以上。鹽酸浸出后的赤泥殘渣用17.1mol/l的硫酸浸取，酸渣質(zhì)量比為3:1，浸取溫度為200℃，浸取實踐為2h，鈦的回收率達95％。碳酸鹽或硼酸鹽熔融工藝：該工藝是將干燥赤泥與一定量的na2co3、na2b4o7混合、在1100℃焙燒20min、用1.5m的hcl浸出后采用dowex50w用x8離子交換樹脂吸附，用1.75m的hcl解吸，fe、al、ca、si、ti、na等首先被解吸，sc、y、ree則留在樹脂中，再經(jīng)6m的hcl解吸后，在ph＝0、相比為5-10:1的條件下用0.05m的dehpa進行萃取分離，有機相中的鈧用2mnaoh反萃，經(jīng)進一步提純可制得純sc2o3。硫酸化焙燒：姜平國在“赤泥中回收稀有金屬”一文中論述有硫酸化焙燒。即赤泥+濃硫酸(200℃，1h)-2.5n硫酸浸出(s/1＝1：10)一浸出液(含鈧)。申請?zhí)?01610615704.9一種從拜耳赤泥中選擇性浸出鈧和鈉的方法的專利中，根據(jù)赤泥中鈧的賦存形態(tài)，采用濃硫酸混勻，低溫硫酸鹽化后，再進行中溫焙燒，在鹽化和中溫焙燒的同時回收逸出的三氧化硫、二氧化硫或硫酸，待雜質(zhì)硫酸鹽物相分解后，水浸得到富鈧鈉低鐵洗液。浸液后續(xù)離子交換、熔劑萃取和反萃回收鈧，浸出渣可作為建材或高爐煉鐵原料。此專利只針對拜耳法赤泥，按專利所述主要是浸出鈧和鈉，采用了中溫焙燒，降低了鋁、鐵的浸出。浸出渣中鐵含量低且由于鈣硫酸鹽會使硫含量超標，無法直接作為高爐煉鐵原料，未能實現(xiàn)赤泥中鋁、鐵的綜合回收。在鋁土礦氧化鋁的生產(chǎn)過程中，在強堿狀態(tài)下使稀土離子定量地轉(zhuǎn)變成稀土氫氧化物，脫水后便生成稀土氧化物凝膠，干燥后，變成氧化物分散在赤泥中。國內(nèi)的專家對赤泥中的鈧和re的物相進行了大量的研究，結(jié)果表明，赤泥中的鈧和re不是離子吸附型的，也不存在于新形成的鋁硅酸鹽礦物相中，主要以類質(zhì)同相形式分散于鋁土礦及其副礦物如金紅石、鈦鐵礦、銳鈦石、鋯英石、獨居石中。鑒于稀土、鈧主要賦存在鈦礦物相中，利用硫酸法制備鈦白粉的工業(yè)實踐，采用硫酸熟化破壞礦物相，形成可溶的稀土、鈧硫酸鹽是比較理想的處理方法?，F(xiàn)有研究都是針對某一種赤泥，有一定的局限性，不能普遍適用。如還原熔煉生鐵、還原焙燒-磁選、直接選礦等預(yù)處理回收赤泥中的鐵的技術(shù)要求赤泥中的鐵含量要高。采用直接酸浸法處理，由于大量的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)不但消耗大量的酸，且大量雜質(zhì)進入溶液也會導(dǎo)致金屬提取困難、產(chǎn)品氧化鈧的純度不高等問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對不同生產(chǎn)工藝的赤泥，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟、成本等因素，提出新的赤泥高值化綜合利用技術(shù)，即以“赤泥硫酸熟化活化——鐵/鋁硫酸鹽還原分解與酸再生——水浸稀土、鈧等稀有元素——磁選鐵精礦——堿浸鋁回收”為主的工藝流程。本發(fā)明實現(xiàn)赤泥中的成分按一步分離一種的原則，能有效分離，每一步工藝都有現(xiàn)成的工業(yè)生產(chǎn)工藝，工業(yè)化生產(chǎn)易實現(xiàn)。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種赤泥高值化綜合利用的方法包括下述步驟：(1)硫酸熟化：將赤泥與濃硫酸按一定比例混合均勻后進行熟化，得到硫酸熟化料；(2)還原焙燒：將上述步驟(1)得到的硫酸熟化料與適量還原劑一起在一定溫度下進行快速還原焙燒，保證氧化鋁的活性和磁性鐵的生成。得到焙砂和含so2煙氣，含so2煙氣收集后制酸返回步驟(1)循環(huán)使用；(3)水浸提稀土、鈧：將上述步驟(2)得到的焙砂用水進行浸出，浸出完成后液固分離得到含稀土、鈧?cè)芤汉退λ河脻穹ㄒ苯鸶患?、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。(4)水浸渣磁選鐵：將上述步驟(3)得到的水浸渣進行磁選，得到鐵精礦和磁選尾礦；(5)堿浸提鋁：將上述步驟(4)得到的磁選尾礦用含氫氧化鈉的溶液進行堿浸，浸出后液固分離得到鋁酸鈉溶液和富硅渣。鋁酸鈉溶液經(jīng)種分制備氫氧化鋁，然后固液分離得到氫氧化鋁和母液，母液返回循環(huán)使用，氫氧化鋁經(jīng)煅燒生產(chǎn)氧化鋁。進一步地，步驟(1)中硫酸熟化中采用的硫酸的濃度大于80％(質(zhì)量分數(shù))，按98％濃硫酸計的加入量為所述赤泥質(zhì)量的0.5-3.0倍。進一步地，步驟(1)中硫酸熟化，其熟化溫度150-500℃，熟化時間1-48h。進一步地，步驟(2)中的還原劑為煤粉、煤矸石粉、煤氣、天然氣、硫磺或石油焦等低值含碳燃料中的一種或一種多種。進一步地，步驟(2)中的還原劑為煤粉，煤粉的配入比為所述硫酸熟化料質(zhì)量的3-30％，配入比根據(jù)赤泥中的鋁、鐵的含量進行適當(dāng)調(diào)節(jié)。進一步地，步驟(2)中還原焙燒焙燒溫度500-900℃，優(yōu)選650-800℃，快速還原焙燒時間1-30min。進一步地，步驟(2)中所述的還原焙燒為流態(tài)化焙燒，焙燒爐為循環(huán)流態(tài)化焙燒爐、氣態(tài)懸浮焙燒爐或流態(tài)閃速焙燒爐中的一種，以實現(xiàn)快速還原焙燒，保證氧化鋁的活性和磁性鐵的生成。進一步地，步驟(3)中所述的水浸提稀土、鈧中焙砂在浸出溫度20-90℃，時間0.5-2h，液固比2∶1-5∶1，使鈧、稀土進入水浸液。對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。進一步地，步驟(4)中所述的水浸渣磁選鐵精礦，在磁場強度800ka/m以下進行磁選，磁選富集制備鐵精礦，磁選尾礦堿浸。進一步地，步驟(5)所述的堿浸為常壓堿浸、加壓堿浸或拜耳法溶出中的一種。其堿浸條件為：溶出溫度80-250℃，堿濃度30-220g/l，浸出時間20-80min，配料分子比αk0.8-2.0，浸出時添加石灰，石灰添加量為磁選尾礦質(zhì)量的0-15％。對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出磁選尾礦。本發(fā)明所述的硫酸化熟化，是利用濃硫酸的高溫反應(yīng)活性，和赤泥的主要物相發(fā)生反應(yīng)，赤泥中主要金屬鐵、鋁與硫酸反應(yīng)的吉布斯自由能都小于零，都易于與硫酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的硫酸鹽，且鋁的反應(yīng)比鐵反應(yīng)更易發(fā)生。al2o3+3h2so4(l)＝al2(so4)3+3h2o(g)fe2o3+3h2so4(l)＝fe2(so4)3+3h2o(g)本發(fā)明所述的還原焙燒，是將赤泥的硫酸熟化料直接用還原劑進行還原焙燒。因為相對于直接中溫焙燒，由熱力學(xué)數(shù)據(jù)分析可知還原氣氛下可降低相應(yīng)硫酸鹽的分解溫度，且生成的分解產(chǎn)物也本質(zhì)不同。在1000℃內(nèi)的溫度范圍，在還原劑作用下硫酸鋁和硫酸鐵的三個分解反應(yīng)都易發(fā)生，且反應(yīng)從易到難趨勢為：fe3o4-feo-fe2o3。由此分析可知，通過還原脫硫條件的控制，達到鋁、鐵分解，同時快速還原焙燒，使分解生成氧化鋁為活性的γ-al2o3，鐵轉(zhuǎn)化為易生成的四氧化三鐵磁性鐵。同時在還原劑作用下，硫酸鹽分解生成的含硫氣體為so2，易于制酸工業(yè)再生硫酸。序號化學(xué)反應(yīng)1fe2(so4)3+2c＝2feo+2co2(g)+3so2(g)21.5fe2(so4)3+2.5c＝fe3o4+2.5co2(g)+4.5so2(g)3fe2(so4)3+1.5c＝fe2o3+1.5co2(g)+3so2(g)4al2(so4)3+1.5c＝al2o3+1.5co2(g)+3so2(g)本發(fā)明所述的焙砂水浸，因所述還原焙燒得到的焙砂中稀土、鈧的硫酸鹽水浸直接進入溶液。用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣進行磁選富集制備鐵精礦和磁選尾礦。對磁選尾礦進行堿浸，浸出反應(yīng)如下式：al2o3+3h2o+2naoh＝2naal(oh)4本發(fā)明提供的一種赤泥高值化綜合利用的方法，利用濃硫酸高溫反應(yīng)強化了赤泥中主要物相的分解，利用還原劑實現(xiàn)硫酸熟化料的脫硫分解，并保證氧化鋁的活性、鐵的磁性，脫硫產(chǎn)生的煙氣通過制酸實現(xiàn)主要試劑硫酸的再生。同時脫硫焙砂進行水浸提稀土、鈧，制備稀土、鈧相關(guān)產(chǎn)品，水浸渣進行磁選富集制備鐵精礦，因磁選尾礦中氧化鋁具有活性，可以實現(xiàn)堿法溶出，進行常規(guī)氧化鋁產(chǎn)品制備。附圖說明圖1是本發(fā)明的原則工藝流程圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進一步說明。將赤泥與濃硫酸按一定比例混合，采用的濃硫酸的濃度大于80％，按98％濃硫酸計的加入量為所述赤泥質(zhì)量的0.5-3.0倍，熟化溫度150-500℃，熟化時間1-48h。將赤泥的硫酸熟化料與還原劑一起進行還原焙燒，還原劑煤粉的配入比為所述硫酸熟化料質(zhì)量的3-30％，還原焙燒焙燒溫度500-900℃，焙燒時間1-30min。還原焙燒產(chǎn)出的含so2煙氣收集制取硫酸，實現(xiàn)硫酸的再生循環(huán)利用。將還原焙砂浸出溫度20-90℃，時間0.5-2h，液固比2∶1-5∶1，使稀土和鈧進入水浸液，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度800ka/m以下進行磁選，富集制備鐵精礦，磁選尾礦堿浸。將磁選尾礦用含氫氧化鈉的溶液進行浸出，堿浸溫度80-250℃，堿濃度30-220g/l，浸出時間20-80min，配料分子比αk0.8-2.0，石灰添加量0-15％。堿浸礦漿固液分離后得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)種分制備氫氧化鋁，種分母液處理后循環(huán)使用。堿浸渣可以直接作為建筑制品的硅質(zhì)原料。以下用非限定性實施例對本發(fā)明的方法作進一步的說明，以有助于理解本發(fā)明的內(nèi)容及其優(yōu)點，而不作為對本發(fā)明保護范圍的限定，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書決定。實施例1將赤泥與90％濃硫酸混合，按98％濃硫酸計加入量為所述赤泥質(zhì)量的1.6倍，混合均勻后，在熟化溫度200℃，熟化時間8h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比8％混合均勻，在溫度750℃進行快速還原焙燒，焙燒時間5min。將還原焙砂浸出溫度90℃，時間60min，液固比4∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為70％、鈧浸出率為85％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度500ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量80％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度100℃，堿濃度150g/l，配料分子比αk1.5，時間60min，石灰添加量0％。此時，鋁的實際溶出率80％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回焙砂溶出。實施例2將水洗附著堿后的赤泥與93％濃硫酸混合，按98％濃硫酸計加入量為所述赤泥質(zhì)量的2.2倍，混合均勻后，在熟化溫度320℃，熟化時間8h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比15％與煤粉混合均勻，在溫度800℃進行快速還原焙燒，焙燒時間10min。將還原焙砂浸出溫度70℃，時間30min，液固比3∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為80％、鈧浸出率為92％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度300ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量90％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度90℃，堿濃度70g/l，配料分子比αk1.2，時間40min，石灰添加量2％。此時，鋁的實際溶出率在91％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。實施例3將赤泥與95％濃硫酸混合，按98％濃硫酸計加入量為所述赤泥質(zhì)量的1.8倍，混合均勻后，在熟化溫度380℃，熟化時間4h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料在流態(tài)化焙燒爐中通入煤氣，在溫度750℃進行快速還原焙燒，焙燒時間1min。將還原焙砂浸出溫度90℃，時間30min，液固比5∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為82％、鈧浸出率為90％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度600ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量75％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度150℃，堿濃度50g/l，配料分子比αk1.6，時間60min，石灰添加量0％。此時，鋁的實際溶出率在88％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。實施例4將赤泥與98％濃硫酸混合，按98％濃硫酸計加入量為所述粉煤灰質(zhì)量的2.0倍，混合均勻后，在熟化溫度250℃，熟化時間24h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料在流態(tài)化焙燒爐中通入天然氣，在溫度850℃進行快速還原焙燒，焙燒時間2min。將還原焙砂浸出溫度50℃，時間20min，液固比4∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為83％、鈧浸出率為92％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度800ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量60％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度120℃，堿濃度160g/l，配料分子比αk1.8，時間30min，石灰添加量8％。此時，鋁的實際溶出率在90％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。實施例5將赤泥與90％濃硫酸混合，按98％濃硫酸計加入量為所述粉煤灰質(zhì)量的1.2倍，混合均勻后，在熟化溫度400℃，熟化時間2h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比12％混合均勻，在溫度600℃進行快速還原焙燒，焙燒時間15min。將還原焙砂浸出溫度40℃，時間40min，液固比4∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為78％、鈧浸出率為87％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度200ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量72％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度100℃，堿濃度200g/l，配料分子比αk1.9，時間60min，石灰添加量3％。此時，鋁的實際溶出率在77％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。實施例6將赤泥與90％濃硫酸混合，按98％濃硫酸加入量為所述粉煤灰質(zhì)量的1.85倍，混合均勻后，在熟化溫度230℃，熟化時間12h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比12％混合均勻，在溫度650℃進行快速還原焙燒，焙燒時間7min。將還原焙砂浸出溫度30℃，時間50min，液固比4∶1，使稀土和鈧進入水浸液，稀土浸出率為78％、鈧浸出率為87％，對水浸液用濕法冶金富集、分離和提純，得到sc2o3產(chǎn)品和稀土富集物。水浸渣在磁場強度200ka/m下進行磁選，富集制備鐵含量75％鐵精礦。對磁選尾礦進行堿溶，溶出條件為：溶出溫度90℃，堿濃度150g/l，配料分子比αk1.4，時間120min，石灰添加量0％。此時，鋁的實際溶出率在82％，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。當(dāng)前第1頁12