CN102234171A - 赤泥焙烧回收碱同步生产水泥工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为“赤泥焙烧回收碱同步生产水泥工艺”，属于铝业生产技术领域。每生产1吨三氧化二铝同时副产1.2～2.1吨赤泥，赤泥含5～7％的碱，量大而危害环境，碱是遏制铝工业发展和赤泥综合利用，破坏生态环境的重大环境污染源。赤泥脱碱回收至今是世界的难题。本发明专利解决了赤泥脱碱回收的问题，在脱碱回收的同时生产水泥，实现了氧化铝生产企业固体废渣零排放。本发明的支柱要点在于为赤泥中的碱实现分离创造一个无氧强还原的条件，使Na2O固+C固＝2Na(气)+CO(气)这一还原分解反应顺利进行，本发明专利采用间接加热，赤泥在隔绝空气、无氧的强还原条件下分解，成为钠金属原子与副产出来的CO一起被引出炉外，进入回收塔与水化合成为碱(NaOH)。碱被分离回收后，残渣同步被烧成水泥。

Description

赤泥焙烧回收碱同步生产水泥工艺
技术领域：
铝工业领域中，在制取电解铝原料——氧化铝的时候，产生了大量废弃物，因其有10％左右的Fe2O3而呈红色，故称其为赤泥，是本发明处理的对象。因此本专利应列入铝工业科技领域。
背景技术：
赤泥中含有5％～7％的碱，主要是NaOH堆放在哪里，那里草木不生，碱随雨水渗入地下，便破坏了地下水系，流入江河将使鱼虾绝迹。赤泥量大，为氧化铝产量的1.5～2.1倍。我国现氧化铝产能达3600余万吨，赤泥量最少有5000余万吨，堆放占大量土地。由于碱的存在，赤泥综合利用很困难，因而脱碱是解决赤泥危害、实现综合利用的关健。国内外从事氧化铝科技研究的专家都把赤泥脱碱作为首要课题来研究。有人用窑炉烧，用人用淡水洗，有人用酸中和，以达到固碱除害的目的。然而以上种种技术，都不能从根本上解决赤泥污染环境和综合利用的问题。
本专利是在总结国内外专家经验教训的基础上，另辟溪径，研发出来的新技术。它脱碱回收彻底，使氧化铝生产实现了碱循环使用，不仅仅降低了氧化铝生产成本，也为氧化铝生产中利用，低品位的原料创造了条件，在脱碱配料时按水泥标准配料，一次焙烧既脱了碱又得到了符合国家标准的水泥，从而使氧化铝生产企业实现固体废渣零排放。
发明内容：
赤泥中的碱是以NaOH的形态存在，脱水以后Na2O的形态存在。
1、脱碱Na2O(固)+C(固)＝2Na(气)+CO(气)(在焙烘炉内)
2Na+2H2O＝NaOH+H2(在回收塔内)
此反应在无氧参与的强还原气氛条件下才能实现。要使赤泥在无氧参与的强还原气氛进行还原反应，只能采用间接加热的焙烧炉未进行。。
赤泥在间接焙烧炉中加热到750℃——1200℃尚在固体状态，所含有的碱便以气体分子状态与副产的CO气体一道被引入回收塔，经喷水雾冷却，形成NaOH溶于水中。
2、烧水泥
3CaCo3+3c＝3CaO+6CO↑
3CaO+SiO2＝3CaO·SiO2
CaO3+C+Al2O3＝CaO·Al2O3+2CO↑
3CaO·Sio2·CaO·Al2O3即水泥
由于生产水泥所需的温度与赤泥脱碱所需要的温度基本一致，所以在赤泥脱碱前的配料中，加入相当数量的CaCO3在脱碱回收的同时，余渣也被焙烧成水泥熟料，因间接加热焙烧化学反应彻底，生产的水泥熟料无须堆放在发酵罐中继续反应，出炉即可出厂，大大缩短了水泥生产周期。
附图说明
赤泥+煤+石灰石按一定重量比配料后进入球磨机磨细，粒度大小为过100目的筛子。粉料加进适量水湿度在含水4％左右，进入压球机制球。料球通过料钟，进入焙烧炉的反应室，靠自身重量缓慢下移，并随炉温升高料球被烘干水分，进入了高温反应炉段，碱与反应副产CO一起被送进回收通道，进入回收塔，在水雾中冷却，生成NaOH，溶入水中，成为NaOH水溶液，当浓度达到一定的浓度便输送到高位储槽等待运出厂。
在回收塔中，与碱分子同时进入回收塔的CO气，与Na和水合过程中产生的氢气混合在一起进入焙烧炉供气管道，输入供热室燃烧供热，燃烧后尾气为CO2被烟囱抽进空气预热装置，加热助燃的空气，以节约能源。通过空气预热装置后的尾气进入赤泥烘干机，二次利用。然后经烟囱排空。
赤泥料球在碱被分离后，继续下移进入降温区逐渐冷却，到达卸渣辊上部被碾碎，落入储渣槽，再进入两棍双向绞龙被排出炉外。
焙烧炉起步热原可以是各种可燃气体，待反应室赤泥物料的化学反应正常后，副产的CO和氢进入供热室供热后，将逐步把供汽量减少，直到完全关闭。
具体实施方式：
由科尔特新型建材公司出资200万元，在白云区科尔特新型建材公司生产厂房内，建一条日处理赤泥60吨的生产线，到本专利申报时为止。生产已建成一半。

Claims (1)

1.赤泥焙烧回收碱同步生产水泥工艺
“赤泥焙烧回收碱同步生产水泥工艺”技术特征为：间接加热复式竖炉焙烧，可燃气体供热，隔绝空气，固相反应。本专利是一个完整的系统工程，包括预加工工序，间接加热复式竖炉，回收塔、储碱槽；尾气热交换设施和尾气末端为气体，在供热室燃烧以及热交换提供动力的烟囱。本专利请求保护的是赤泥培烧脱碱回收同步生产水泥工艺的整体，而不是那一部分。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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