本發明涉及赤泥綜合處理技術領域，具體涉及一種赤泥和鈦白廢液的處理工藝。

背景技術：

赤泥是拜耳法煉鋁過程產生的尾渣，是一種強堿性固體污染物，其堆存過程會造成地下水體和土壤污染，赤泥中的高堿含量也是制約赤泥提取有價稀貴金屬、制備建筑材料和環境吸附材料的關鍵因素。目前，赤泥提取稀貴金屬多采用酸浸作業，此過程需要的酸濃度高、藥劑耗量大，產生的酸浸液pH低，需要萃取作業才能回收，流程復雜，同時浸出渣呈酸性，更加難以利用 (李望, 朱曉波. 赤泥酸浸提鈧試驗研究[J]. 有色金屬（冶煉部分）, 2016, (5):36-38；Agatzini, L.S., Oustadakis, P., Tsakiridis, P.E., et al. Titanium leaching from red mud by diluted sulfuric acid at atmospheric pressure [J]. Journal of Hazardous Materials, 2008, 157: 579-586；朱曉波, 李望, 管學茂. 赤泥酸浸提釩[J]. 過程工程學報, 2014, 14(5): 792-796.)。

鈦白廢液是鈦鐵礦在水解制備鈦白粉過程中產生的廢液，是一種酸性液體污染物，其不處理會造成嚴重的土壤和水體污染，此外鈦白廢液中也含有一定量的鈧、釩等稀貴金屬。目前，關于鈦白廢液的處理主要是采用石灰中和，產生中性廢液和石膏，嚴重浪費藥劑，也造成了鈦白廢液中稀貴金屬的損失 (張忠寶, 張宗華. 鈧的資源和提取技術 [J]. 云南冶金, 2006, 35（5）: 23-25；龍志奇, 余耀倫, 黃小衛, 等. 一種從硫酸法鈦白廢液中富集稀土稀有元素和制備白石膏的方法. 發明專利, CN 103572058 A)。

近年，也有將赤泥和鈦白廢液混合提取鈧和其他有價金屬的相關研究，但在研究過程中存在液固比高、浸出溫度高、鈧的浸出率偏低、后續稀貴金屬的富集分離回收多采用多級萃取和反萃的工藝、流程復雜、藥劑消耗量大等問題，最重要的是在兩者混合提取有價金屬過程中又產生了大量的酸性廢液和酸性廢渣，該廢渣比赤泥更加難以處理和綜合利用，沒有實現“以廢制廢”的無廢排放要求 (楊濤, 王志堅, 肖勁, 等. 赤泥和鈦白廢液中提鈧的浸出工藝研究 [J]. 礦冶, 2015, 24（5）: 37-40；劉吉波, 楊濤, 吳希桃, 等. 綜合回收處理赤泥廢渣和鈦白廢液的方法. 發明專利, CN 103614563 A)。

技術實現要素：

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種赤泥和鈦白廢液的處理工藝，該工藝具有藥劑消耗低、赤泥脫堿率高、流程簡單、兩種廢棄物中稀貴金屬的回收率高等特點，實現了以廢制廢和無廢排放。

本發明的目的可通過下述技術措施來實現：

本發明的赤泥和鈦白廢液的處理工藝是采用以廢制廢獲得合格尾渣、合格尾液和貴金屬副產品，具體步驟如下：

a、混合浸出

將鈦白廢液與赤泥按照液固質量比1~2.5:1混勻，在溫度為20~50℃的條件下攪拌240~360min，攪拌強度為400~700r/min；攪拌結束后對混合礦漿進行過濾獲得處理液和合格尾渣，赤泥的脫堿率大于98%，釩浸出率大于70%，鈧浸出率大于80%；合格尾渣合格尾渣直接堆存筑壩，或作為制備建筑材料、路基材料、環境吸附材料、光催化材料和土壤改良劑等工業原料；

b、二級吸附

將步驟a所得處理液進行二級吸附作業，其過程是先將處理液進行陰離子樹脂吸附，吸附尾液后再進行陽離子樹脂吸附得到合格尾液、飽和陰離子樹脂和飽和陽離子樹脂，其中陰離子樹脂吸附采用大孔型陰離子樹脂，吸附參數為液體流速0.2~1.6 mL/s，液固體積比為200~500：1；陽離子吸附采用螯合性陽離子樹脂，吸附參數為液體流速0.1~0.8 mL/s，液固體積比為50~200：1；

c、分段解吸

對步驟b所得吸附飽和的陰離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的氫氧化鈉溶液，解吸參數為液體流速1.4~3.2 mL/min，液固體積比為2~5：1，得到的含釩解吸液經銨鹽沉淀煅燒后是純度大于99.5%的五氧化二釩產品；吸附飽和的陽離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的鹽酸溶液，解吸參數為液體流速0.8~2.4 mL/min，液固體積比為1~3：1，得到的含鈧解吸液經草酸沉淀煅燒后是純度大于99.6%的三氧化二鈧產品。

本發明所述所述赤泥是拜耳法赤泥，赤泥中氧化鈉含量大于6%，釩含量大于0.1%，鈧含量大于0.01%。

本發明所述鈦白廢液pH值小于0.5，鈧含量大于10ppm，釩含量大于50ppm。

本發明得到的合格尾渣pH值為6.5~7.5，氧化鈉含量小于0.5%。

本發明得到的合格尾液pH值為6.8~7.8，鈧含量小于0.1ppm，釩含量低于0.5ppm。

更具體說：拜耳法赤泥是鋁土礦在強堿溶液中經高溫熔融后得到的尾渣，其中的堿、鈧和釩等稀貴金屬多以包裹的形式存在于硅鋁酸鹽中，較難提取，需采取酸浸方法才能有效回收，但在濃硫酸回收過程造成了酸浸液需要多級萃取-反萃才能回收稀貴金屬，且會產生酸性廢渣，更加難以處理和綜合利用；鈦白廢液是含鈦強酸溶液經水解制備鈦白粉后產生的酸性廢水，其中也含有釩和鈧等稀貴金屬，若采用石灰中和后，稀貴金屬會造成損失，藥劑消耗量也高。本發明采用赤泥和鈦白廢液按照合理的工藝參數進行混合浸出，浸出液和浸出渣均控制呈中性，顯著降低了兩者分別處理過程中的藥劑消耗，同時產生的浸出渣即為合格尾渣，堿含量小于0.5%，滿足作為制備建筑材料、路基材料和環境吸附材料等的工業原料的要求。產生的中性浸出液中釩和鈧的濃度均有所提高，而鐵和鈦等元素均沉淀至合格尾渣中，因此，可采用離子交換樹脂進行分別回收釩和鈧，樹脂經解吸、沉淀、煅燒后可獲得高純度的五氧化二釩和三氧化二鈧產品，吸附尾液也呈中性，沒有污染，可以直接回收利用。

本發明的有益效果如下：

由于本發明利用以廢制廢、無廢排放的思路將拜耳法赤泥和鈦白廢液混合浸出脫堿和提取稀貴金屬，可使赤泥的脫堿率大于95%，釩浸出率大于70%，鈧浸出率大于80%，浸出渣即為合格尾渣，呈中性，氧化鈉含量小于5%，可以直接作為制備建筑材料、路基材料和環境吸附材料等的工業原料。浸出液也呈中性，且稀貴金屬鈧和釩得到富集，鈦、鐵、鋁等均沉淀在合格尾渣中，有利于稀貴金屬的分離提純，因此可以采用陰離子樹脂和陽離子樹脂兩段吸附分離提取其中的釩和鈧，經解吸、沉淀、煅燒工藝后可分別獲得純度大于99.5%的五氧化二釩產品和純度大于99.6%的三氧化二鈧產品，工藝流程簡單，沒有藥劑消耗，同時產生的吸附尾液也呈中性，沒有污染，可以直接回收利用。

因此，本發明具有藥劑消耗低、赤泥脫堿率高、流程簡單、兩種廢棄物中稀貴金屬的回收率高等特點，實現了以廢制廢和無廢排放。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

本發明以下將結合實施例（附圖）作進一步描述：

為避免重復敘述，現將本發明具體實施方式所涉及的技術參數統一描述如下：所述赤泥是拜耳法赤泥，赤泥中氧化鈉含量大于6%，釩含量大于0.1%，鈧含量大于0.01%；所述鈦白廢液pH值小于0.5，鈧含量大于10ppm，釩含量大于50ppm，具體實施例中不再贅述。

實施例1

將鈦白廢液與赤泥按照液固質量比1~1.5:1混勻，浸出溶解工藝是溫度為20~30℃、攪拌時間為240~280min、攪拌強度為600~700r/min，攪拌結束后混合礦漿進行過濾獲得處理液和合格尾渣，赤泥的脫堿率大于98%，釩浸出率大于70%，鈧浸出率大于80%；將處理液進行二級吸附作業，其過程是先將處理液進行陰離子樹脂吸附，吸附尾液再進行陽離子樹脂吸附得到合格尾液、飽和陰離子樹脂和飽和陽離子樹脂，其中陰離子樹脂吸附采用大孔型陰離子樹脂，吸附參數為液體流速1.0~1.6 mL/s，液固體積比為400~500：1；陽離子吸附采用螯合性陽離子樹脂，吸附參數為液體流速0.1~0.3 mL/s，液固體積比為50~100：1；吸附飽和的陰離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的氫氧化鈉溶液，解吸參數為液體流速2.6~3.2 mL/min，液固體積比為2~3：1，得到的含釩解吸液經銨鹽沉淀煅燒后是純度大于99.5%的五氧化二釩產品；吸附飽和的陽離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的鹽酸溶液，解吸參數為液體流速1.8~2.4 mL/min，液固體積比為1~3：1，得到的含鈧解吸液經草酸沉淀煅燒后是純度大于99.6%的三氧化二鈧產品。得到的合格尾渣pH值為7.2~7.5，氧化鈉含量小于0.5%，合格尾渣直接堆存筑壩，或作為制備建筑材料、路基材料、環境吸附材料、光催化材料和土壤改良劑等工業原料；得到的合格尾液pH值為7.5~7.8，鈧含量小于0.1ppm，釩含量低于0.5ppm，可以直接排放和利用。

實施例2

將鈦白廢液與赤泥按照液固質量比1.5~2:1混勻，浸出溶解工藝是溫度為30~40℃、攪拌時間為280~320min、攪拌強度為500~600r/min，攪拌結束后混合礦漿進行過濾獲得處理液和合格尾渣，赤泥的脫堿率大于98.5%，釩浸出率大于72%，鈧浸出率大于83%；將處理液進行二級吸附作業，其過程是先將處理液進行陰離子樹脂吸附，吸附尾液再進行陽離子樹脂吸附得到合格尾液、飽和陰離子樹脂和飽和陽離子樹脂，其中陰離子樹脂吸附采用大孔型陰離子樹脂，吸附參數為液體流速0.6~1.0 mL/s，液固體積比為300~400：1；陽離子吸附采用螯合性陽離子樹脂，吸附參數為液體流速0.3~0.5 mL/s，液固體積比為100~150：1；吸附飽和的陰離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的氫氧化鈉溶液，解吸參數為液體流速2.0~2.6 mL/min，液固體積比為3~4：1，得到的含釩解吸液經銨鹽沉淀煅燒后是純度大于99.6%的五氧化二釩產品；吸附飽和的陽離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的鹽酸溶液，解吸參數為液體流速1.2~1.8 mL/min，液固體積比為1~3：1，得到的含鈧解吸液經草酸沉淀煅燒后是純度大于99.7%的三氧化二鈧產品。得到的合格尾渣pH值為6.8~7.2，氧化鈉含量小于0.4%，合格尾渣直接堆存筑壩，或作為制備建筑材料、路基材料、環境吸附材料、光催化材料和土壤改良劑等工業原料；得到的合格尾液pH值為7.0~7.5，鈧含量小于0.08ppm，釩含量低于0.3ppm，可以直接排放和利用。

實施例3

將鈦白廢液與赤泥按照液固質量比2~2.5:1混勻，浸出溶解工藝是溫度為40~50℃、攪拌時間為320~360min、攪拌強度為400~500r/min，攪拌結束后混合礦漿進行過濾獲得處理液和合格尾渣，赤泥的脫堿率大于99%，釩浸出率大于75%，鈧浸出率大于85%；將處理液進行二級吸附作業，其過程是先將處理液進行陰離子樹脂吸附，吸附尾液再進行陽離子樹脂吸附得到合格尾液、飽和陰離子樹脂和飽和陽離子樹脂，其中陰離子樹脂吸附采用大孔型陰離子樹脂，吸附參數為液體流速0.2~0.6 mL/s，液固體積比為200~300：1；陽離子吸附采用螯合性陽離子樹脂，吸附參數為液體流速0.5~0.8 mL/s，液固體積比為150~200：1；吸附飽和的陰離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的氫氧化鈉溶液，解吸參數為液體流速1.4~2.0 mL/min，液固體積比為4~5：1，得到的含釩解吸液經銨鹽沉淀煅燒后是純度大于99.6%的五氧化二釩產品；吸附飽和的陽離子樹脂進行解吸作業，解吸劑為質量百分比為1%~4%的鹽酸溶液，解吸參數為液體流速0.8~1.2 mL/min，液固體積比為1~3：1，得到的含鈧解吸液經草酸沉淀煅燒后是純度大于99.7%的三氧化二鈧產品。得到的合格尾渣pH值為6.5~6.8，氧化鈉含量小于0.3%，合格尾渣直接堆存筑壩，或作為制備建筑材料、路基材料、環境吸附材料、光催化材料和土壤改良劑等工業原料；得到的合格尾液pH值為6.8~7.0，鈧含量小于0.05ppm，釩含量低于0.1ppm，可以直接排放和利用。