1.一种从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)磨矿和混料:将赤泥破碎磨细,加入硫酸铵充分研磨混匀,拜耳法赤泥粒径小于74μm,添加的硫酸铵和赤泥的比例为0.9~3g/g;
(2)低温一段焙烧:将混合物料保温焙烧,低温一段焙烧温度为280~320℃,焙烧恒温时间为45~75min;
(3)高温二段焙烧:升高温度,将低温一段焙烧物料在高温保温焙烧,高温两段焙烧温度为660~720℃,焙烧恒温时间为40~70min;
(4)回收硫酸铵:将高温焙烧过程中产生的NH3和SO3气体通入稀硫酸中,蒸发结晶后得到硫酸铵;
(5)机械研磨活化:将高温焙烧物料冷却到室温后进行机械活化,时间为10~40min;
(6)水浸与水洗:将机械活化后的固体焙烧熟料进行水浸,随后进行固液分离,得到浸出渣和一级富钪浸出液;向浸出渣中加入水进行水洗,经搅拌、过滤,得到一级富钪洗液和浸出渣;浸出过程反应温度为25~60℃,搅拌速度为200~600r/min,反应时间为15~
90min,浸出过程浸出剂与原赤泥的比例为4~10mL/g,水洗过程洗液与原赤泥的比例为3~
6mL/g,每级浸出过程和水洗过程中水的损失添加等量水补充,使每级浸出过程和水洗过程中液固比保持一致;
(7)多级水浸与水洗:用上一步得到的一级富钪浸出液按步骤(6)的浸出条件对固体焙烧熟料进行浸出,浸出过程中水损失添加等量的水进行补充,然后采用步骤(6)得到的一级富钪洗液对浸出渣进行水洗,水洗过程中水损失添加等量水进行补充;二级富钪浸出液和二级富钪洗液重复上述操作;三级富钪浸出液和三级富钪洗液重复上述操作;得到四级富钪浸出液、四级富钪洗液和残渣;浸出过程反应温度为25~60℃,搅拌速度为200~600r/min,反应时间为15~90min,浸出过程浸出剂与原赤泥的比例为4~10mL/g,水洗过程洗液与原赤泥的比例为3~6mL/g,每级浸出过程和水洗过程中水的损失添加等量水补充,使每级浸出过程和水洗过程中液固比保持一致;
(8)选择性吸附:采用多孔硅基载体吸附剂对四级富钪浸出液和四级富钪洗液中的钪进行选择性吸附,所述步骤(8)中吸附剂的添加量为15~25g/L,吸附温度为25~60℃,吸附时间为1h~3h;
(9)回收硫酸钠:对吸附钪后的浸出液和洗液进行蒸发结晶得到硫酸钠;
(10)循环蒸馏水:蒸发结晶过程的水蒸气冷却后返回浸出和水洗过程循环使用。
2.根据权利要求1所述的从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法,其特征在于,所述步骤(4)和步骤(9)中的硫酸铵和硫酸钠的蒸发结晶过程所需热量由高温焙烧余热所提供。
3.根据权利要求1所述的从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法,其特征在于,所述步骤(10)中蒸发结晶过程的水蒸气冷却后返回浸出和水洗过程,进行水的循环使用。
4.根据权利要求1所述的从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法,其特征在于,所述原料赤泥成分及质量百分为Fe2O3 26.70%、Al2O3 23.46%、CaO14.66%、SiO2 11.09%、TiO2
5.75%、Na2O 5.41%、Sc 0.008%。
5.根据权利要求1所述的从钛白废酸和赤泥中选择性富集钪的方法,其特征在于,所述多孔硅基载体吸附剂是采用真空灌注法将二(2-乙基己基)磷酸酯(HDEHP,D2EHPA)P204萃取剂或2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(EHEHPA)P507萃取剂灌注到硅基载体SiO2-P上合成,硅基载体SiO2-P的孔径为40nm~100nm,粒径为30μm~100μm之间,固体吸附剂上P204或P507的担载量为5~65%。
6.根据权利要求1所述的从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法,其特征在于,所述浸出过程浸出剂与原赤泥的比例为4~10mL/g,水洗过程洗液与原赤泥的比例为3~6mL/g,每级浸出过程和水洗过程中水的损失添加等量水补充,使每级浸出过程和水洗过程中液固比保持一致。