
中国粉体网讯 赤泥中富含铁(Fe)、铝(Al)、钛(Ti)、钪(Sc)等有价金属,是极具开发价值的二次资源。
不同工艺产生的赤泥的主要成分

Ti作为赤泥中含量较高的稀有金属,一般以氧化物和硅酸盐的形式赋存于赤泥中(主要以锐钛矿、钙钛矿和金红石的物相存在),具有较高的回收价值。目前,赤泥中Ti的回收主要采用湿法、火法工艺及联合工艺,不同工艺各有优劣,在一定程度上可以实现协同升级提高钛回收率。
1、湿法冶金提钛
湿法冶金提钛技术是利用溶液中的酸与赤泥中的氧化物、硅酸盐发生化学反应生成可溶性盐及含钛沉淀物,将钛进行初步富集,之后再通过水解或焙烧等方法进行二次富集,主要可归纳为硫酸浸出、盐酸浸出和其他酸浸。
硫酸浸出提钛
在浸出过程中,赤泥中的TiO2与H2SO4反应生成Ti(SO4)2进入溶液,Fe、Na、K也生成可溶性盐进入溶液。而CaO、MO·SiO4(复合硅酸盐)则生成CaSO4和H2SiO4沉淀,从而实现钙、硅等杂质的分离。
很多学者对硫酸浸出提钛做了大量的试验研究,通过控制浸出条件,寻求最大的浸出率。在常温常压下,硫酸直接对赤泥中的Ti进行溶解,浸出率一般只能达到65%,且酸的消耗量大,通常需要改变反应环境。
盐酸浸出提钛
盐酸浸出提钛是利用Al、Fe、Na、K等与盐酸反应溶解进入溶液,钛因不与盐酸反应而赋存于浸出渣中,再进行固液分离实现钛的富集。
其他酸浸及多段酸浸提钛
除了硫酸外,盐酸也能用于浸出提钛,HCl能有效溶解赤泥中的Al、Fe、Na和K等金属化合物,而与Ti的化合物基本不反应,使Ti在浸出渣中得到富集。
大量研究发现在酸浸过程中,反应条件、酸的类型等对赤泥的溶解效果有直接影响,选择不同酸按比例混合能有效提高溶解效率。如硫酸+草酸+酒石酸混合,在高温高压环境下,酸度液固比为3时,Ti的回收效果良好,浸出率超过90%,主要是利用有机酸的络合作用,提升金属的溶出。
另外,根据赤泥中有价金属成分和矿物相的差异,采用多酸分段工艺,也可以改善酸浸效率。常见的为盐酸+硫酸组成的两端浸出工艺,先采用HCl溶解赤泥中的Fe和Al,使Ti富集于浸出渣中,再通过H2SO4选择性溶解回收Ti,降低后续浸出液提纯的难度。
用湿法冶金回收赤泥中钛工艺流程图

2、火法冶金提钛
火法回收赤泥中的Ti主要是通过添加焦炭、铵盐、碳酸盐等,在一定温度下焙烧,转化赤泥中的Fe、Al等物相,使Ti、Si和Ca等富集于焙烧渣中,再选择性回收Ti。
用火法冶金回收赤泥中钛工艺流程图

3、火法—湿法联合回收钛
火法—湿法联合提钛技术是在酸浸作业前进行焙烧预处理。先将赤泥与焦炭等还原剂或铵盐、碳酸盐混合,在一定温度气氛下进行焙烧,除去部分杂质而富集钛,然后对剩余残渣进行酸浸处理,进而对钛再次富集,最后通过水解、焙烧等方法得到最终钛产品。
不同工艺回收钛的核心参数与优劣对比

4、选冶联合法回收钛及其他有价金属
选冶联合法回收钛技术是一种将酸浸工艺、焙烧工艺与传统选矿工艺(重、磁、浮)相结合的赤泥提钛新方法。它在回收钛的同时可以兼顾其他有价金属的回收,可通过酸浸—浮选、焙烧—磁选—酸浸、焙烧—磁选—重选—酸浸等工艺逐级回收各种有价金属。
郝娇等以TFe品位为35.4%,TiO2品位为6.4%的赤泥作为试验原料,选择磁化焙烧还原-磁选(600℃~800℃)和直接还原焙烧-磁选(900℃~1150℃)两种工艺方案,在完成还原焙烧-磁选回收铁过程中同步进行提钛的研究。磁化焙烧-磁选-浸出工艺中,尾矿中TiO2品位为8.6%,回收率达70.1%,钛浸出率为95.78%。直接还原-磁选-浸出工艺中,尾矿中TiO2品位达到9.3%,回收率高达79.6%,钛浸出率为91.49%。
5、赤泥提钛专利技术现状
2025年至今,赤泥提钛专利技术多达几十项,某些知名赤泥研究单位的技术路线已经相对成熟,技术协同和多金属共同回收趋势明显,下一步技术重点将集中在环保和降本方面。此外,赤泥和其他固废一同提钛,制备催化剂或不同钛产品的相关技术也颇受关注,具备成本优势。
北京科技大学:一种铝灰渣还原赤泥回收氮化钛的方法

广西大学:从拜耳法赤泥中回收钪和钛的方法

中铝郑州:一种赤泥分离钛的方法

陕西中研地环科技:一种高铁赤泥制备氧化铁红并提取钛白粉的工艺方法

大连理工大学:一种基于多级垂直电泳酸碱再生的赤泥中铁、铝、钛分离回收方法

湖南师范大学:一种基于草酸铵/草酸溶液体系前处理分离回收赤泥中金属元素的方法

黔南民族师范学院:一种钛白废酸和赤泥联用分离钙硅铁铝及钛富集的方法

山东核盛环保:一种赤泥全元素高值资源化回收工艺

碳银新能源:一种氧化铝赤泥直接还原铁并铁铝分离的工艺

一种利用碱金属盐电催化磁化处理赤泥的方法
一种利用赤泥及碱液无害化富集铝土矿中的铝、分解分离硅并提取有价元素的工艺
一种利用化学链气化技术分离富集赤泥中铁、钛的方法
一种高钛高硅一水硬铝石型铝土矿的溶出方法
一种回收赤泥还原炼铁残渣中有价金属的方法
一种利用钛白废酸协同处理赤泥的方法
一种由高钛渣/赤泥回收铁制备TiAl合金的方法
一种钒钛磁铁矿协同赤泥综合回收铁、钒、钛、钪和镓的方法
一种利用赤泥和钛白粉酸解废渣制备催化剂的方法及其产品和应用
一种赤泥基催化剂及其制备方法和应用
一种高铁赤泥与多种含碳固废协同处置工艺
一种赤泥协同钢铁脱硫废物处置的方法
一种新型赤泥处置的方法
一种从赤泥中选择性浸出钛的方法
从拜耳法赤泥中回收钪和钛的方法
一种赤泥分离钛的方法
结语
目前从赤泥中回收钛的工业运行成本较高。从技术路线来看,赤泥回收钛一般需要结合选矿+冶炼工艺,实现多种金属的综合利用,根据金属回收物相分布情况,针对性开发设计合理的开发工艺,距离大规模产业化落地已经不算太远,恰如已经看得见桅杆尖头了的一只航船。
参考文献:
高云川:拜耳法赤泥中有价金属综合回收利用研究进展,云南华联锌铟股份有限公司
李博琦:赤泥提钛技术研究现状与展望,昆明理工大学
郝娇:赤泥还原焙烧回收铁过程中同步提钛研究,武汉工程大学
专利之星
(中国粉体网编辑整理/昧光)
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