如何回收赤泥中的氧化鋁和氧化鈉？

赤泥是拜耳法（目前95%的氧化鋁都采用拜耳法生產(chǎn)）生產(chǎn)氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁

赤泥的化學(xué)組成

從表中可以看出，拜耳法赤泥中含有25%以上的氧化鋁和10%左右的氧化鈉以及其他有價(jià)金屬，如果不對(duì)赤泥進(jìn)行回收處理，不僅會(huì)污染環(huán)境，而且是一種資源浪費(fèi)。

一、赤泥中氧化鈉的回收

赤泥中氧化鈉的回收方法大致可分為酸法和堿法。酸法就是將酸性氣體或鹽酸等加入到赤泥漿中，沉淀分離二氧化硅后再回收氧化鈉。因赤泥呈強(qiáng)堿性，需要耗用大量酸性物質(zhì)，因而酸法沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。相反，堿法得到了各國(guó)科研工作者的重視，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已成為回收赤泥中氧化鈉的主要方法。目前堿法主要包括氧化鈣法。

氧化鈣法又分為常壓法和加壓法。

1、常壓法

赤泥中的主要成分是鋁硅酸鈉，其在常壓和一定溫度下，能夠與氫氧化鈣反應(yīng)生成水合鋁硅酸鈉鈣。

由于在CaO-Al2O3-SiO2-Na2O-H2O系中低濃度區(qū)的穩(wěn)定相是水化石榴石和水合硅酸鈣，所以水合鋁硅酸鈉鈣在有Ca(OH)2存在時(shí)會(huì)分解，生成硅飽和度高的水化石榴石。

依據(jù)這個(gè)原理，在95℃下鈉硅渣脫鈉率達(dá)95%以上，鈉硅比N/S可以降到0.1以下，處理后的赤泥完全可以達(dá)到外排的要求?；厥盏玫降南溲趸c溶液可以通過(guò)介質(zhì)壓濾、芯式精濾以及電滲析等工序，得到80g/LNa2O的氫氧化鈉溶液，小于0.5g/LNa2O的工業(yè)用水返回原系統(tǒng)使用。

2、加壓法

是近幾十年來(lái)匈牙利和我國(guó)科研工作者一直在研究的濕法處理鈉硅渣等高硅含鋁原料的新工藝，主要有高壓水化法和水熱法等方法。高壓水化法是在280～300℃溫度下添加石灰，用高αK(即溶液Na2O/Al2O3的分子比)溶液處理赤泥，溶出后得到αK為12～14的鋁酸鈉溶液。這種方法能綜合回收其中的氧化鋁和氧化鈉，棄渣中Na2O含量<1%，A/S<0.5，高αK的鋁酸鈉溶液通過(guò)鋁酸鈉結(jié)晶獲得低αK的鋁酸鈉溶液，再經(jīng)過(guò)分解得到氫氧化鋁，氧化鈉返回系統(tǒng)循環(huán)使用。

加壓氧化鈣法尤其是高壓水化法因其能夠高效綜合回收氧化鈉和氧化鋁且操作條件溫和而備受青睞，雖然該法還沒(méi)有獲得工業(yè)應(yīng)用，但仍不失為一種非常具有前景的技術(shù)。

二、赤泥中氧化鋁的回收

赤泥中氧化鋁的回收，除了上述回收氧化鈉的同時(shí)可以回收氧化鋁外，其他的方法主要有酸溶法、熔融-酸溶-萃取耦合法、生物法等。

1、酸溶法

酸溶法就是將鹽酸或者硫酸等酸性物質(zhì)加入到赤泥漿中使鐵、鋁、鈣等充分溶解，首先分離出不溶性二氧化硅。溶液中含有的二氧化鈦通過(guò)水解沉淀析出，然后調(diào)整溶液的pH值達(dá)到11～13，此時(shí)鐵以氫氧化鐵的形式析出。過(guò)濾分離后得到鋁酸鈉溶液，鋁酸鈉溶液再通過(guò)pH值調(diào)整析出氫氧化鋁，從而實(shí)現(xiàn)逐級(jí)分離鐵、鋁，最終達(dá)到回收氧化鋁等氧化物的目的。

優(yōu)點(diǎn)：操作條件溫和，可以實(shí)現(xiàn)二氧化硅、二氧化鈦、氫氧化鐵和氫氧化鋁的初步分離。

缺點(diǎn)：在整個(gè)處理過(guò)程中pH值由高到低反復(fù)多次，流程復(fù)雜，且不能有效分離赤泥中含有的氧化鈣。因此，利用該法不能得到較純的氧化鋁，這對(duì)于目前傳統(tǒng)的加鈣拜爾法所得赤泥的處理有一定的局限。

2、熔融-酸溶-萃取耦合法

是將熔融，酸蓉和萃取相結(jié)合實(shí)現(xiàn)氧化鋁的回收。該法可以綜合提取生鐵、二氧化鈦和氧化鋁。

熔融-酸溶-萃取耦合法流程

優(yōu)點(diǎn)：該法能夠得到純度較高(含鐵95.68%)的生鐵，因此是一個(gè)很好的處理方法，而且通過(guò)萃取提純，可以得到顏料級(jí)二氧化鈦。

缺點(diǎn)：赤泥的兩段焙燒無(wú)疑增加了處理的成本，給處理過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)了不利的影響。

3、生物法

由于生物冶金具有經(jīng)濟(jì)、有效以及對(duì)環(huán)境友善的特點(diǎn)，目前已經(jīng)得到許多國(guó)家的重視，并顯示了巨大的潛力和廣闊的前景。但此法目前處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。