CN101468866B - 一种烧结法赤泥常压脱碱方法 - Google Patents

一种烧结法赤泥常压脱碱方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种烧结法赤泥常压脱碱方法，涉及采用烧结法、混联法和拜耳法生产氧化铝过程中赤泥的处理方法。其脱碱过程为：将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气-液-固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO2气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5～12，CO2气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。采用本发明的悬浮碳化脱碱方法，赤泥中碱的去除率可达85％以上，赤泥中Na2O的含量降到1％以下。脱碱后的赤泥可直接作为生产水泥的原料。

Description

一种烧结法赤泥常压脱碱方法
技术领域
一种烧结法赤泥常压脱碱方法，涉及采用烧结法、拜耳法和混联法生产氧化铝过程中赤泥的处理。
技术背景
赤泥是氧化铝生产过程中产生的残矿渣，因其富含氧化铁(20～50％)呈红褐色而称之为赤泥。赤泥呈强碱性，每吨赤泥附带3～5M3碱液并夹带些痕量的放射性元素等。在氧化铝生产过程中，每生产1吨Al2O3会产生0.6～1.2吨的矿渣。目前，大量赤泥废弃物主要采取湿法露天堆存环境中，不仅占用大量土地资源，耗用了场地维护费，而且强碱、高盐度的赤泥堆积渗漏，造成土壤、水体和地下水严重污染。含有附着碱的赤泥不但造成了氧化铝生产纯碱单耗增加20～35公斤/吨Al2O3，而且由于自身碱含量过高，制约了其在硅酸盐水泥、建材基料等行业的综合利用。当前，国内外对赤泥中的低浓度碱溶液的处理方法，报道较多的是采用碱石灰法来进行脱碱。该法虽然有较高的脱碱率(80％～90％)，但是存在下列工艺缺点：工艺温度高，一般在80～90℃；产生不溶性钙盐固体废弃物。因此，选择操作简单、脱碱率高、不产生三废污染的新方法，经济有效地实现赤泥脱碱是赤泥资源化综合利用中亟待解决的问题。
本发明的目的在于，提出一种新的常压下赤泥的脱碱方法。这种方法有效地降低了赤泥中碱的含量，并且不产生其它固体废物；既达到了降低氧化铝生产中的碱耗的目的，又避免了废液渗透造成的环境污染。
本发明是一种烧结法赤泥常压脱碱方法，其特征在于脱碱过程为：将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气-液-固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO2气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5～12，CO2气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。采用本发明的悬浮碳化脱碱方法，赤泥中碱的去除率可达85％以上，赤泥中Na2O的含量降到1％以下。脱碱后的赤泥可直接作为生产水泥的原料。
采用本发明的烧结法赤泥常压脱碱方法，不但可以使烧结法赤泥中碱含量降低到1％以下，而且可使拜耳法和混联法赤泥中碱的含量降到1％以下，脱碱后的赤泥完全满足作为水泥原料的条件。该法不仅避免了环境污染，产生了良好的社会效益，还提高了氧化铝生产过程中原料的使用率，具有很好的经济效益。
附图说明
附图为本发明的一种烧结法赤泥常压脱碱方法工艺流程图
具体实施方法
一种烧结法赤泥常压脱碱方法，将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气-液-固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO2气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5～12，CO2气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。脱碱后，赤泥中Na2O的含量降到1％以下，可直接作为生产水泥的原料。
下面结合实例对本发明做进一步说明。
烧结法赤泥
实例1
烧结法赤泥碱含量4.95％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.96％。
实例2
烧结法赤泥碱含量5.05％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为70℃，CO2的通入量为0.5L/min，搅拌2.5h，搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.89％。
实例3
烧结法赤泥碱含量4.93％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为175um，以液固比为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.92％。
拜耳法赤泥
实例4
拜耳法赤泥碱含量3.55％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌2h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.90％。
实例5
拜耳法赤泥碱含量3.47％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为200um，以液固比为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌2.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.93％。
实例3
拜耳法赤泥碱含量3.5％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比为5的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为70℃，CO2的通入量为0.5L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.96％。
混联法赤泥
实例1
混联法赤泥碱含量2.37％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为200um，以液固比为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50℃，CO2的通入量为1L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.85％。
实例8
混联法赤泥碱含量2.55％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.92％。
实例9
混联法赤泥碱含量2.47％。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比为5的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50℃，CO2的通入量为0.8L/min，搅拌2.5h，搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.88％。

Claims (2)

1.一种烧结法赤泥常压脱碱方法，其特征在于脱碱过程为：将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气-液-固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO2气体进行脱碱反应，赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，反应料液的液固比为5～12，其中的液固比为ml/g，CO2气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在赤泥脱碱过程中，赤泥颗粒的粒径在160～180um之间，搅拌速度为150～200rpm，赤泥浆液的液固比为5～10，其中的液固比为ml/g，向反应容器中通入CO2的流速为0.8～1L/min，反应温度为50～70℃，反应时间为控制在1.5～2.5h。
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