一種剛玉煙塵高值化綜合利用方法
專利匯可以提供一種剛玉煙塵高值化綜合利用方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種剛玉 煙塵 高值化的綜合利用方法，具體包括以下過程：a：剛玉煙塵的漿化；b：脫 鐵 漿料的酸性 浸出 及固液分離；c：固液分離的負載溶液處理；d：結(jié)晶余液循環(huán)應(yīng)用中的多種 金屬離子 ；e：負載溶液的 凈化 回收；f： 吸附 飽和 樹脂 的洗脫；g：上述脫鎵余液中殘留的微量 鋁 - 銅 -鋅-鎂- 鈣 -鈉離子；h：經(jīng)脫 水 濃縮結(jié)晶析出 硫酸 鋁鈉余液中的銅-鋅-鎂-鈣等，沉淀余液作為洗滌用 水循環(huán) 應(yīng)用。本發(fā)明將可溶性物質(zhì)中的一些稀有金屬充分提取利用，做成有回收價值的產(chǎn)品；將不可溶的物質(zhì)也做成有價值的產(chǎn)品；本發(fā)明實施過程不產(chǎn)生二次廢物，不增加工藝過程的中間材料消耗和過程材料消耗；不增加處理 廢水 、廢物的成本。，下面是一種剛玉煙塵高值化綜合利用方法專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種剛玉煙塵高值化的綜合利用方法，其特征是：具體包括以下過程：
a：剛玉煙塵的漿化：剛玉煙塵的漿化過程，是在酸性環(huán)境中溶蝕易溶物料，使團聚的煙塵顆粒以單體形態(tài)進入溶液構(gòu)成漿料，用磁性選礦方式捕收粉塵帶入的鐵質(zhì)物料和篩除粗顆粒物料，得到符合浸出要求的脫鐵漿料；
b：脫鐵漿料的酸性浸出及固液分離：脫鐵漿料經(jīng)溶劑補充調(diào)整后，酸性環(huán)境中浸出；浸出礦漿經(jīng)二次常壓常溫浸出，在溫度不小于65℃的密閉環(huán)境中進行固液分離，得到浸出渣和負載濾液；洗濾至PH值5～6的浸出渣，即為氣相活性球形硅鋁混合微粉，經(jīng)過篩選分離，得到+45um～0.074mm和-0.18mm的硅酸鋁球形骨料及直徑在0.3um～45um的硅質(zhì)含鋁微粉；
c：固液分離的負載溶液處理：過濾的負載溶液在靜置陳化過程中結(jié)晶析出粗硫酸鋁鉀結(jié)晶[KAl(SO4)2?nH2O]后貧化的含多金屬結(jié)晶余液，直接進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)利用；粗明礬[KAl(SO4)2?nH2O]的精制加工，按粗硫酸鋁鉀：去離子水=1.0:1.5～2.0加入去離子水在溫度不小于65℃環(huán)境中重溶，經(jīng)濃縮溫度、在30～55℃溫度條件下重結(jié)晶，得到明礬和結(jié)晶余液，結(jié)晶余液循環(huán)進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)利用?；
d：結(jié)晶余液循環(huán)應(yīng)用中的多種金屬離子，在N次循環(huán)周期中使離子濃度得到積累，直到影響浸出正常進行時，再進行整體或部分的凈化處理，首先是回收其中的鎵（Ga）,同時回收鈦（Ti）及其鋁（Al）；
e：負載溶液的凈化回收，是在負載溶液結(jié)晶析出粗硫酸鋁鉀的余液中進行，應(yīng)用離子膜交換技術(shù)，從負載的結(jié)晶余液中分離出游離酸，使脫酸負載溶液的PH值，符合樹脂吸附進行離子交換作業(yè)的要求，得到吸附飽和的樹脂和脫出鎵、鈦、鋁的余液；上述過程分離回收的游離硫酸稀溶液用作一次浸出漿料過濾洗滌用液或合并結(jié)晶余液進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；
f：吸附飽和樹脂的洗脫，是在對應(yīng)各回收金屬洗液的條件下進行，分別洗脫鎵、鈦、鋁，并從各洗脫液體系中制收鈦白粉（TiO2）、金屬鎵（Ga）、氫氧化鋁[Al(OH)3]或氧化鋁（Al2O3）；
g：上述脫鎵余液中殘留的微量鋁-銅-鋅-鎂-鈣-鈉離子，在不影響浸出作業(yè)質(zhì)量時，返回進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；當其中的雜質(zhì)金屬離子在循環(huán)應(yīng)用中富集濃度達到分離回收指標時或影響系統(tǒng)工藝指標時，首先進行電滲析的脫水濃縮并蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鈉；
電滲析脫出的水，作為過濾洗滌水循環(huán)應(yīng)用；
h：經(jīng)脫水濃縮結(jié)晶析出硫酸鋁鈉余液中的銅-鋅-鎂-鈣等，采用深度的堿性中和，從中沉淀出銅鋅鎂鈣混合物料，作為冶金原料應(yīng)用；沉淀余液作為洗滌用水循環(huán)應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剛玉煙塵高值化的綜合利用方法，其特征是：所述的過程a中的剛玉煙塵的漿化過程，是在PH＜0.5的酸性環(huán)境中溶蝕易溶物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剛玉煙塵高值化的綜合利用方法，其特征是：所述篩除粗顆粒物料直徑大于0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剛玉煙塵高值化的綜合利用方法，其特征是：在過程b中脫鐵漿料經(jīng)溶劑補充調(diào)整后浸出的酸性環(huán)境是高溫120℃～200℃、壓力0.8～4.5MPa和時間120～240min、PH＜0.5。
一種剛玉煙塵高值化綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
組分，熔煉過程產(chǎn)生大量的爐氣（塵），一般爐氣中的粉塵濃度≥150?mg/m ，超過國家排放標準；其中二氧化硅與三氧化二鋁、氧化鉀為構(gòu)成剛玉熔煉煙塵的主要成分，總量大于80%?。
剛玉煙塵經(jīng)煙塵收集系統(tǒng)收集，然而，大多數(shù)廠家將收集的剛玉煙塵征地堆放或掩埋處理，極易產(chǎn)生飄塵和對土地造成污染，給生態(tài)平衡和自然環(huán)境帶來嚴重的危害。專利CN?
200910304084提出利用溶解液將剛玉煙塵中的可溶解性物質(zhì)分離結(jié)晶，再經(jīng)過干燥破碎后得到生產(chǎn)粉體礦物外加劑的方法及裝置，但是該專利存在可溶性物質(zhì)中一些稀有金屬未能提取利用的不足，并且未能闡述不溶性物質(zhì)如何解決。
發(fā)明內(nèi)容
b：脫鐵漿料的酸性浸出及固液分離：脫鐵漿料經(jīng)溶劑補充調(diào)整后，在高溫120℃～200℃、高壓0.8～4.5MPa和時間120～240min的酸性環(huán)境中浸出；浸出礦漿經(jīng)二次常壓低溫浸出，在溫度不小于65℃的密閉環(huán)境中進行固液分離，得到浸出渣和負載濾液；洗濾至PH值5～6的浸出渣，即為氣相活性球形硅鋁混合微粉，經(jīng)過篩選分離，得到+45um～0.074mm和-
0.18mm的硅酸鋁球形骨料及直徑在0.3um～45um的硅質(zhì)含鋁微粉；
c：固液分離的負載溶液處理：過濾的負載溶液在靜置陳化過程中結(jié)晶析出粗硫酸鋁鉀結(jié)晶[KAl(SO4)2?nH2O]后貧化的含多金屬結(jié)晶余液，直接進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)利用；粗明礬[KAl(SO4)2?nH2O]的精制加工，按粗硫酸鋁鉀：去離子水=1.0:1.5～2.0加入去離子水在溫度不小于65℃環(huán)境中重溶，經(jīng)濃縮溫度、在30～55℃溫度條件下重結(jié)晶，得到符合標準的明礬和結(jié)晶余液，結(jié)晶余液循環(huán)進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)利用?；
d：結(jié)晶余液循環(huán)應(yīng)用中的多種金屬離子，在N次循環(huán)周期中使離子濃度得到積累，直到影響浸出正常進行時，再進行整體或部分的凈化處理。首先是回收其中的鎵（Ga）,同時回收鈦（Ti）及其鋁（Al）；
e：負載溶液的凈化回收，是在負載溶液結(jié)晶析出粗硫酸鋁鉀的余液中進行，應(yīng)用離子膜交換技術(shù)，從負載的結(jié)晶余液中分離出游離酸，使脫酸負載溶液的PH值，符合樹脂吸附進行離子交換作業(yè)的要求，得到吸附飽和的樹脂和脫出鎵、鈦、鋁的余液。上述過程分離回收的游離硫酸稀溶液用作一次浸出漿料過濾洗滌用液或合并結(jié)晶余液進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；
f：吸附飽和樹脂的洗脫，是在對應(yīng)各回收金屬洗液的條件下進行，分別洗脫鎵、鈦、鋁，并從各洗脫液體系中制收鈦白粉（TiO2）、金屬鎵（Ga）、氫氧化鋁[Al(OH)3]或氧化鋁（Al2O3）；
g：上述脫鎵余液中殘留的微量鋁-銅-鋅-鎂-鈣-鈉離子，在不影響浸出作業(yè)質(zhì)量時，返回進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；當其中的雜質(zhì)金屬離子在循環(huán)應(yīng)用中富集濃度達到分離回收指標時或影響系統(tǒng)工藝指標時，首先進行電滲析的脫水濃縮并蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鈉；
電滲析脫出的水，作為過濾洗滌水循環(huán)應(yīng)用；
h：經(jīng)脫水濃縮結(jié)晶析出硫酸鋁鈉余液中的銅-鋅-鎂-鈣等，采用深度的堿性中和，從中沉淀出銅鋅鎂鈣混合物料，作為冶金原料應(yīng)用；沉淀余液作為洗滌用水循環(huán)應(yīng)用；
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢：
1.本發(fā)明將可溶性物質(zhì)中的一些稀有金屬充分提取利用，做成有回收價值的產(chǎn)品；
2.本發(fā)明將不可溶的物質(zhì)也做成有價值的產(chǎn)品；
3.本發(fā)明實施過程不產(chǎn)生二次廢物，不增加工藝過程的中間材料消耗和過程材料消耗；不增加處理廢水、廢物的成本。
具體實施方式
1-1、濾渣→洗濾、篩分、分級→脫水→球形活性硅質(zhì)含鋁微粉（產(chǎn)品1）
1-2、濾液→結(jié)晶粗硫酸鋁鉀、重溶精制硫酸鋁鉀（產(chǎn)品2）→結(jié)晶余液返回1中酸性漿化
2、富集的結(jié)晶余液→游離酸回收（進入1中酸性漿化）→樹脂交換鎵、鈦、鋁（產(chǎn)品3-金屬鎵（Ga）、4-鈦白粉（TiO2）、5-氫氧化鋁[Al(OH)3]或氧化鋁（Al2O3）→脫鎵余液返回1中酸性漿化
3、富集的脫鎵余液→反滲透脫水濃縮（滲析水返回洗濾用水）→蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鋁鈉［NaAl（SO4）2?12H2O］→中和沉淀銅基多金屬混合料→凈化余液返回1中調(diào)整應(yīng)用上述的具體步驟過程如下：
⑴剛玉煙塵的漿化：剛玉煙塵的漿化是在耐腐蝕、帶攪拌的漿化槽中進行；以磁選方式捕收由粉塵帶入的鐵質(zhì)物料在同一漿化槽中，由具備攪拌能力的磁性槳葉組成的磁選機構(gòu)完成對鐵質(zhì)磁性物料的捕收，得到脫鐵漿料原料；
⑵脫鐵漿料的酸性浸出及固液分離：脫鐵漿料經(jīng)超高頻圓振篩，篩析出粗大雜質(zhì)顆粒物料，并調(diào)整浸出漿料的溶劑濃度后進入耐壓、耐腐、耐高溫的反應(yīng)釜或浸出反應(yīng)裝置中，經(jīng)高溫150℃、高壓2MPa和時間150min的酸性浸出；高溫浸出礦漿進入二次浸出槽中，在常壓條件下進行二次浸出，在100℃的密閉環(huán)境中有隔膜壓濾機進行固液分離，得到浸出渣和負載濾液；洗濾至PH＞5～6的浸出渣，即為氣相活性球形硅質(zhì)含鋁混合微粉；經(jīng)多層超頻原振篩選分離，得到+45um（325目）-0.074mm（200目）和-0.18mm（80目）的硅酸鋁球形骨料及＜
0.3um（13550目）-＜45um（325目）的硅質(zhì)含鋁微粉（氣相活性球形微粉），微粉分級在自重力湍流分級機中完成；
⑶固液分離的負載溶液處理：過濾的負載溶液進入具有刮刀式槳葉的結(jié)晶槽中，在低速旋轉(zhuǎn)的陳化過程中結(jié)晶析出硫酸鋁鉀粗結(jié)晶（明礬）[KAl(SO4)2?nH2O]和貧化的多元素溶液，使之直接循環(huán)進入剛玉煙塵的漿化工序；粗明礬[KAl(SO4)2?nH2O]精制加工，按粗硫酸鋁鉀：去離子水=1.0:1.5～2.0加入去離子水在100℃環(huán)境中重溶，經(jīng)濃縮、在＞30-55℃溫度條件下重結(jié)晶，得到符合（國家標準：GB1886.229-2016食品添加劑/硫酸鋁鉀）明礬和結(jié)晶余液。結(jié)晶余液循環(huán)進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)利用，硫酸鋁鉀結(jié)晶的脫水在離心機中進行；
（4）循環(huán)應(yīng)用的結(jié)晶余液中多種金屬離子，在一定循環(huán)周期中離子濃度得到積累，直到影響浸出正常進行時，再進行整體或部分的凈化處理；
（5）負載溶液的凈化回收，是在負載溶液結(jié)晶析出粗硫酸鋁鉀的余液中進行。采用離子膜分離技術(shù)，在陰離子膜分離機組中首先進行溶液中游離酸的分離回收；使脫酸負載溶液的PH值，符合樹脂吸附進行離子交換作業(yè)的要求，在樹脂交換柱中進行離子交換吸附；從吸附飽和的樹脂中洗脫出鎵、鈦、鋁和得到脫鎵余液。上述過程分離回收的游離硫酸稀溶液用作一次浸出漿料過濾洗滌用液或合并結(jié)晶余液進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；脫鎵余液中的銅等金屬離子濃度在不影響浸出指標時，繼續(xù)循環(huán)進入漿化應(yīng)用；
（6）吸附飽和樹脂的洗脫，是在對應(yīng)各回收金屬洗液的條件下進行，分別洗脫鎵、鈦、鋁，并從各洗脫液體系中制收鈦白粉（TiO2）、金屬鎵（Ga）、氫氧化鋁[Al(OH)3]?或氧化鋁（Al2O3）；
（7）上述脫鎵余液中殘留的微量鋁-銅-鋅-鎂-鈣-鈉離子，在不影響浸出作業(yè)質(zhì)量時，返回進入剛玉煙塵的漿化工序循環(huán)使用；當其中的雜質(zhì)金屬離子在循環(huán)應(yīng)用中富集濃度達到分離回收指標時或影響系統(tǒng)工藝指標時，首先進行電滲析的脫水濃縮并在三效蒸發(fā)器中經(jīng)熱濃縮后結(jié)晶硫酸鈉；電滲析脫出的水，作為過濾洗滌水循環(huán)應(yīng)用；
（8）經(jīng)脫水濃縮結(jié)晶析出硫酸鋁鈉余液中的銅-鋅-鎂-鈣等，采用深度的堿性中和，從中沉淀出銅鋅鎂鈣混合物料，沉淀漿料在袋式壓濾機中進行固液分離，過濾液作為洗滌用水循環(huán)應(yīng)用；濾渣作為冶金原料應(yīng)用；
本專利實施例是為了示例和描述給出的，而不是無遺漏的或者將本專利限于所公開的形式，而是適用于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解本專利從而設(shè)計出特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
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