CN101629242B - 氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺 - Google Patents

氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，属于固体废弃物处理技术领域。该工艺将提砂提铁后的固废或固废直接与电石泥或石灰乳、液态或固态烧碱、后续碱液等混合，主要采用高温、高苛性比值的溶出工艺，改变赤泥的渣相，实现氧化铝和氧化钠的高效回收利用，配套以沉降分离、蒸发提浓、铝酸钠结晶析出等实现了系统循环。所述的固体废弃物为氧化铝厂的赤泥、尾矿或品位较低的铝矿石。该种工艺固废中氧化铝的回收率可达到60％～90％，氧化钠的回收率可达到90％以上，效益显著；固废中的碱可降低到1％以下，达到了碱质土壤的碱度范围，压滤后可以直接做为土壤使用，没有环保风险，真正实现废物资源化和环境友好化。

Description

氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺
技术领域：
本发明涉及一种固体废弃物的处理技术，特别是涉及一种拜耳法氧化铝生产固体废弃物的处理工艺。
背景技术：
氧化铝厂生产的固废堆存不仅占用土地、耗资巨大，而且一旦防渗处理不好，固废中的碱对环境尤其是地下水造成严重的不利影响，是氧化铝生产的重大安全隐患点、重大危险源，因此，固废的堆存一直是困扰氧化铝生产厂家的难题，如何回收利用也就迫在眉睫。目前国内外使用的固废处理技术主要有干法堆存、重力提砂提铁、磁化提铁、加工建材等，处理后的固废因其碱含量高，不能直接作为水泥厂的原料。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，该种技术可以有效回收固体废弃物中的氧化铝和氧化钠，而且可以多项循环，节约能源和提高处理效率，真正实现废物资源化和环境友好化。
本发明解决问题采取的技术方案为：
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，包括以下步骤：
(1)将氧化铝生产过程中的固体废弃物送至提砂和提铁工序，提取固体废弃物中的砂和铁，然后将剩余固体废弃物进行过滤，将得到的滤饼与固态或液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；或者将固体废弃物直接过滤，其滤饼与固态或液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；或者将固体废弃物直接与固态或液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；
(2)将配料浆液泵送进高压溶出工序，在一定的温度下保温一定时间，得到溶出液；溶出液进稀释槽与后续的洗涤沉降槽出来的一次洗液混合稀释，稀释至浆液苛碱浓度降低到250g/L以下；
(3)将稀释后的浆液送进沉降分离槽分离，得到的沉降分离溢流进入叶滤机进行精滤，得到的沉降分离底流进入洗涤沉降槽，或过滤后进洗涤沉降槽，洗涤沉降槽末次底流可在固体废弃物堆场存放，也可经过滤后造田或作为建筑材料，洗涤沉降槽出来的一次洗液进入步骤(2)的稀释槽；
(4)将步骤(3)精滤后的浆液利用蒸发器蒸浓，蒸浓后降温并送结晶沉降槽沉降，沉降的溢流用于步骤(1)的配料浆液的配制，底流过滤后可获得铝酸钠晶体。
所述的氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，步骤(1)中所述的固体废弃物为赤泥、氧化铝厂的尾矿或品位较低的铝矿石。
步骤(1)中所述的提砂是采用重力分选法，提铁工序的方法为重力或磁化分选法，所述的过滤为立盘或平盘或带滤或转鼓或压滤；所述的液态烧碱为各种质量分数的氢氧化钠溶液，所述的固态烧碱为片状、粒状、块状、棒状形态的氢氧化钠晶体；所述的滤饼与固态或液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳混合后的配料浆液的苛性比值(αk，即液体中氧化钠和氧化铝分子比)控制到20～30，保证溶出液的苛性比值在8～15，溶出固废(即溶出末级闪蒸出料的固体部分)中氧化钙和二氧化硅的质量分数比值(C/S)在2.0～3.5。
步骤(2)中的高压溶出工序温度为260～310℃，保温时间≥30分钟；自蒸发器一是将料浆压力卸至常压，二是保证管道高压溶出工序化的预热温度，保证热能平衡。
步骤(3)中所述的洗涤沉降槽末次底流全碱浓度控制到20g/L以下；控制沉降分离槽溢流浮游物小于3.0g/L。
步骤(4)中所述的蒸浓至氢氧化钠的质量分数须达到40％以上，进结晶沉降槽沉降前需降温到100℃以下。
本发明所述的工艺，将提砂提铁后的固体废弃物或固体废弃物直接与电石泥或石灰乳、液态或固态烧碱、后续碱液等混合，主要采用高温、高苛性比值的溶出工艺，改变固体废弃物的渣相，实现氧化铝和氧化钠的高效回收利用，配套以沉降分离、蒸发提浓、铝酸钠结晶析出等实现了系统循环，解决了长期以来氧化铝厂固体废弃物利用的难题，实现了变废为宝，极大地缓解了堆场的环保压力。同时固体废弃物中氧化铝的回收率可达到60％～90％，氧化钠的回收率可达到90％以上，效益显著；固体废弃物中的碱可降低到1％以下，达到了碱质土壤的碱度范围，过滤后可以直接做为土壤使用，没有环保风险，真正实现废物资源化和环境友好化。
附图说明：
图1为氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺的流程图。
具体实施方式：
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
(1)将氧化铝生产过程中沉降工序的末次底流赤泥泵送至提砂和提铁工序，提取固体废弃物中的砂和铁；提砂采用重力分选、提铁采用重力或磁化分选，将经处理的固体废弃物进行过滤，除去固体废弃物中的水分，将得到的滤饼与固态或液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合后的配料浆液的苛性比值控制到20～30，保证溶出液的苛性比值在8～15，溶出固体废弃物中氧化钙和二氧化硅的质量分数比值(C/S)在2.0～3.5；
(2)将配料浆液泵送进高压溶出，溶出器保温温度为305～310℃，保温时间40分钟；溶出液进稀释槽与后续的洗涤沉降槽出来的一次洗液混合稀释；稀释后的料浆苛碱浓度降低到250g/L以下，以保证沉降效果；
(3)将稀释后的浆液送进沉降分离槽分离，控制絮凝剂的加入量确保沉降分离槽溢流浮游物小于3.0g/L，得到的沉降分离溢流进入叶滤机进行精滤；得到的沉降分离底流进入洗涤沉降槽，或过滤后进洗涤沉降槽，洗涤沉降槽出来的底流的全碱在20g/L以下，洗涤沉降槽出来的一次洗液送回步骤(2)的稀释槽；
(4)精滤后的浆液利用蒸发器蒸浓，蒸浓氢氧化钠的质量分数须达到40％以上；蒸浓降温到100℃以下后送结晶沉降槽沉降，沉降的溢流用于步骤(1)的溶出浆液的配制，底流过滤后可获得铝酸钠晶体。
实施例2
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(3)溶出器保温温度为300～305℃，保温时间40分钟。
实施例3
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(3)溶出器保温温度为290～300℃，保温时间50分钟。
实施例4
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(3)溶出器保温温度为280～290℃，保温时间60分钟。
实施例5
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(3)溶出器保温温度为270～280℃，保温时间70分钟。
实施例6
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(3)溶出器保温温度为260～270℃，保温时间80分钟。
实施例7
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(1)中末次底流赤泥直接经过滤后滤饼与固态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液。
实施例8
氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺：
操作同实施例1，不同的是步骤(1)为品位较低的铝矿石直接与液态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合，混合后的配料浆液的苛性比值控制到20～30，保证溶出液的苛性比值在8～15，溶出固体废弃物中氧化钙和二氧化硅的质量分数比值(C/S)在2.0～3.5。

Claims (5)

1.氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，其特征是，包括以下步骤：
(1)将氧化铝生产过程中的固体废弃物送至提砂和提铁工序，提取固体废弃物中的砂和铁，然后将剩余固体废弃物进行过滤，将得到的滤饼与液态或固态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；或者将固体废弃物直接过滤，其滤饼与液态或固态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；或者将固体废弃物直接与液态或固态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳在配料槽混合成配料浆液；
(2)将配料浆液泵送进高压溶出工序，在260～310℃的温度下保温，保温时间≥30分钟，得到溶出液；溶出液进稀释槽与后续的洗涤沉降槽出来的一次洗液混合稀释，稀释至浆液苛碱浓度降低到250g/L以下；
(3)将稀释后的浆液送进沉降分离槽分离，得到的沉降分离溢流进入叶滤机进行精滤，得到的沉降分离底流进入洗涤沉降槽，或过滤后进洗涤沉降槽，洗涤沉降槽末次底流在固体废弃物堆场存放，或者经过滤后造田或作为建筑材料，洗涤沉降槽出来的一次洗液进入步骤(2)的稀释槽；
(4)将步骤(3)精滤后的浆液利用蒸发器蒸浓，蒸浓后降温并送结晶沉降槽沉降，沉降的溢流用于步骤(1)的配料浆液的配制，底流过滤后获得铝酸钠晶体。
2.按照权利要求1所述的氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，其特征是，步骤(1)中所述的固体废弃物为赤泥、氧化铝厂的尾矿或品位较低的铝矿石；所述的提砂是采用重力分选法、提铁工序的方法为重力或磁化分选法，所述的过滤为立盘或平盘或带滤或转鼓或压滤，所述的液态烧碱为各种质量分数的氢氧化钠溶液，所述的固态烧碱为片状、粒状、块状或棒状的氢氧化钠晶体。
3.按照权利要求1所述的氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，其特征是，步骤(1)中所述的滤饼与液态或固态烧碱、后续步骤得到的结晶沉降槽溢流以及电石泥或石灰乳混合后的配料浆液的苛性比值控制到20～30，溶出液的苛性比值在8～15，溶出固体废弃物中氧化钙和二氧化硅的质量分数比值在2.0～3.5。
4.按照权利要求1所述的氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，其特征是，步骤(3)中所述的洗涤沉降槽末次底流全碱浓度控制到20g/L以下，控制沉降分离槽溢流浮游物小于3.0g/L。
5.按照权利要求1所述的氧化铝厂固体废弃物的综合处理工艺，其特征是，步骤(4)中所述的蒸浓至氢氧化钠的质量分数须达到40％以上，进结晶沉降槽沉降前需降温到100℃以下。
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