CN113044868A 2021

赤泥氢还原铁二次热熔盐铁、钪、镓、铝、钛、硅分解工艺，包括以下步骤

S1：赤泥与氨气在氢还原炉中进行热解氢还原反应；

S2：步骤S1反应后的产物进入电磁选机，磁选出的磁性还原铁一部分进入电炉中冶炼熔融得到高纯铁，另一部分作为还原铁用于粉末冶金；

S3：步骤S2磁选后的非磁性材料进入反应搅拌罐中与氯化铵饱和溶液反应，将产物中的钙镁含量控制在0.1wt％以内，过滤得到固体氧化铝、氧化钛、二氧化硅；

S4：步骤S3反应后的液体氯酸盐先经树脂吸附、萃取提取其中的稀有元素，剩余的液体氯酸盐再进行浓缩结晶分离，得到固体氯化物；

S5：步骤S3过滤得到的固体氧化铝、氧化钛、二氧化硅与硫酸铵反应，得到硫酸铝氨、硫酸氧钛、固体二氧化硅和氨气。

优选地，步骤S1中，反应温度为800-950℃，反应时间为30-60min。（氧化纳沸点1275℃，挥发少）

优选地，步骤S1中，采用电加温对氢还原炉进行加热。

优选地，步骤S1中，氢还原炉的尾气经回收利用后进入水洗除尘塔后排空。

优选地，步骤S3中，气体从反应搅拌罐上部进入氨洗涤塔得到氨水，氨水进入氨精馏塔得到液氨；液氨通过氢还原炉余热，热解得到氢后再进入氢还原炉内完成氢还原铁与非金属碳酸盐氧化物热分解。

优选地，步骤S3中，反应温度为95-115℃，反应时间为2-4h，PH5.5-6.5。

该方法的重点优势

1、氯化铵饱和水溶液与热赤泥反应可以实现碱金属与碱土金属双向分解，能够溶解钪、镓、铈等稀有元素。同时分解氯化铵，利用余热热熔盐储能转化热分解氨制氢，实现氧化铁的还原，生产高纯铁。

2、利用物料还原余热直接与氯化铵实现热熔盐完成双向分解，解决了赤泥碱金属与碱土金属造成的污染，既实现了赤泥的有利资源化又分解实现了氢的利用

3、赤泥经氢还原磁选得到的金属铁直接进电炉熔炼容易获得高纯钢铁，价格六千/吨以上，普通铁矿是很难做到的(赤泥不含硫且低温氢还原没有碳、硅、锰、磷杂质夹带)

4、煤碳制氢合成氨是人类获得氢最经济、成本最低、运输储存最安全、技术工艺最成熟的方法之一，氯化铵、硫酸铵价格倒挂，综合成本非常低。因此本发明的工艺更适合高铁铝土的直接生产，实现铁、铝、钛、硅、稀有元素的提取分离，生产成本远远低于拜耳法生产工艺技术，并且没有三废的产生。

氯化铵溶液反应时涉及到的主要化学反应

2NaO 2NH4 Cl＝2NaCI 2NH3 2H2 O

Ca O H2 O＝Ca(OH)2

Ca(OH)2 2NH4 Cl＝CaCl2 2NH3 2H2 O

MgO H2 O 2NH4 Cl＝MgCl2 2NH3 2H2 O

硫酸铵煅烧反应时涉及到的主要化学反应

Al2 O3 3(NH4 )2 SO4 ＝Al2 (SO4 )3 6NH3 ↑ 3H2 O

Al2 03 4(NH4 )2 S04 ＝2NH4 Al(S04 )2 6NH3 ↑ 3H2 O

TiO2 2(NH4 )2 SO4 ＝Ti(SO4 )2 4NH3 ↑ 2H2 O

Ti(SO4 )2 H2 O＝TiOSO4 H2 SO4

TiOSO4 H2 O＝TiO2 H2 SO4

知识点：

硫酸铝铵【NH4Al(SO4)2】为无色、透明结晶体或白色粉末。其微溶于水、稀酸和甘油，水溶性呈酸性。不溶于醇。常以含12个结晶水的形态【十二水硫酸铝铵，俗名铵明矾，化学式NH4Al(SO4)2·12H2O】存在。

硫酸铝铵的用途：

发酵粉加工、油炸食品、海蜇淹渍、粉条加工、果蔬保鲜保脆、护色、净水环保、消毒、橡胶加工、制革、洗衣粉加工、饲料加工、铅笔制作。

硫酸氧钛是一种无机物，化学式TiOSO4，具有溶于水，在热水中易水解的性质。用作媒染剂, 催化剂, 还原剂, 染料退色剂等；还用于电镀。

硫酸铝铵和硫酸氧钛可以依据水溶解度的不同来分离

工艺流程图