CN103073066A - 赤泥无害化处理及资源利用的方法 - Google Patents
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Abstract
一种赤泥无害化处理及资源综合利用的方法，赤泥是处理氧化铝生产过程中排放的废渣，渣中因含有大量的强碱性物质，是造成环境污染的主要原因。赤泥治理项目属环境技术领域，研究的学科是环境科学技术，环境工程学及固体污染物防治工程。通过对赤泥高温培烧，酸浸处理后，分离赤泥中的铝、铁等有回收价值的金属，余下的中性赤泥渣中添加煤矸石，经950-1100℃烧结（或添加粘合剂）所得砖体的抗压强度达到1-15MPa，质量完全达到GB-5101-2003“烧结普通砖”的要求。本方法适用于不同生产工艺所排放的赤泥处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种赤泥无害化处理及资源利用的方法。特别是对赤泥治理属环境技术领域，研究的学科是环境科学技术、环境工程学及固体污染物防治工程。
赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝生产中形成的废渣。赤泥浆庞大的体积和附液的强碱腐蚀性，是赤泥堆放对周围环境造成持续性污染的根源。赤泥堆放造成的环境影响除占用大量土地外，其浸出液（附液）中的强碱和硫酸盐下渗对地下水产生污染，改变土壤的性质和结构，造成大面积土壤碱化，板结而无法使用。
一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，包括调整赤泥的强碱性，分离三氧化二铁，氢氧化铝等，加速放射性元素衰变，进行无害化处理；提取有用金属；余下残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，作为建筑材料等。其特征在于：
赤泥无害化处理及资源利用的方法，针对赤泥的物理、化学性质，采用高温培烧，加水制浆，用酸调PH值2-5，液、渣分离，用水分三次洗涤滤饼，洗水返回制浆用水，滤饼下道工序备用。
针对赤泥的物理、化学性质，先用旋转炉培烧赤泥，再用酸浸方式处理，经固、液分离，在酸浸溶液中分离出氢氧化铝、三氧化二铁、氢氧化镁、氯化钙及氯化钠等产品。无害化处理及资源利用的方法，其特征在于溶液和赤泥合并，固、液比1：3（w/w）加酸调PH值0.5-4，反应时间0.5-1.5hr，固、液分离。残渣量为总投量的75-83%，用水洗涤滤饼至中性，下道工序备用。滤液用伯胺N-1923做除铁剂分离三氧化二铁，溶液用碱调PH值4-8，分离沉淀物，干燥得氢氧化铝。溶液用石灰水调PH值9-12，分离得沉淀物，干燥得氢氧化镁，溶液浓缩得氯化钙及氯化钠。
实验结果表明，用酸浸后的赤泥经水洗涤至中性，完全可用于烧结砖的原料，溶液用伯胺N-1923做除铁处理，得到三氧化二铁、氢氧化铝、氢氧化镁、氯化钙及氯化钠，产品质量达到相应的工业标准，各种产品的综合利用，使赤泥治理有一定的经济效益。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中排出的工业含碱废渣，由于铝土矿含铁较高，残渣外观像红色的泥土，亦称“赤泥”。一般情况下，每生产1吨氧化铝排出0.8-1.5吨赤泥。赤泥的主要成分为文石和方解石，其次为一水铝石，针铁矿，少量的钛矿物，菱铁矿，水玻璃，铝酸钠和火碱。其中三氧化二铝含量为12-22%，三氧化二铁含量为7.5-38%。赤泥中含有可回收利用的多种金属氧化物，成为赤泥再生利用的基础。
赤泥的综合利用，国内外已有很多科研报道。如在赤泥中提取铁、钛，做塑料添加剂或做硅肥，生产水泥及其他建筑材料，筑路材料，矿井填充材料等工艺，但实施应用有限，究其原因是赤泥中强碱含量超标，严重影响了赤泥大宗利用。
国外赤泥治理
法国、美国、日本等国家的氧化铝厂濒海而建，直接向海底排放赤泥，澳大利亚昆士兰氧化铝厂和西澳一些近海岸建设的氧化铝厂，利用靠海的优势，用海水对赤泥进行洗涤，将赤泥含水的PH值降到10以内再进行堆放，可相应减少赤泥堆场建设防渗费用。
参考文献
1、 Cenglogly Y,Kiy E,Erson M,Recovery and concen tratian of AL(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Ti(Ⅳ),Na(Ⅰ)from red mud[J].Jounal of colloid and intertace science,2001,244(2):342~346.
2、 Mishra B.,Stdey A.,Recovery of value added products from red mud[J].minerals and metallurgical processing.Society fot mining,metallurgical and Exp lonation,2002,19(n2):87~89.
国内赤泥治理
1、 制备烧结砖
赤泥粒度细、质软，有一定的塑性，可以代替黏土用作烧结砖生产的原料。该方法消耗赤泥量大，无需添新设备。同时节约70%的黏土，但是在制砖过程中的机械程度低，工人接触的赤泥碱性强，易对人体造成伤害。
2、 用于水泥生产
赤泥中含有量大的钙，可以取代部分生料生产不同品种的水泥。由于赤泥含碱量高，用量过多就达不到水泥生产所要求的低碱特性。同时对工人的劳保防护与设备使用都有很高的要求，增大了此项技术推广的难度。
3、 做路基材料
赤泥做为新型道路基层材料使用，有较好的冻稳定的干缩、温缩性，是消耗赤泥较大的一种综合利用方式。但是要通过碱稳定、离子交换、赤泥活化、压力成型等综合固化技术后才能使用。
4、 回收铁
绝大部分专利都是先将赤泥预焙烧，然后用沸腾炉在700-800℃下还原三氧化二铁变成四氧化三铁，再冷却、粉碎、磁选，最后获得63%以上的铁精粉。据资料统计，国外赤泥中三氧化二铁含量在30-50%之间，国内的在7-39%之间。而此法要求赤泥中铁含量高，即只能处理拜尔法赤泥，烧结法和联合法赤泥难以利用。
参考文献
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4、 黄柱成，孙宗毅，左文亮.含铁赤泥还原分选机理探讨[J].中南矿冶学院学报.1992，(4):23-29.
综上所述：到目前为止，国内外所取得专利还处于局部、分散的状态，还没有找到一种彻底解决赤泥污染的方法。赤泥无害化处理及资源利用的方法，其目的在于综合、系统处理赤泥的有害性；分离、提取有用物质；得到三氧化二铁、氢氧化铝、氢氧化镁、氯化钙及氯化钠，产品质量达到相应的工业标准，各种产品的综合利用，目前本办法已小样通过试验过程。赤泥无害化处理及资源利用的方法有一定的经济和社会效益，利于产业化推进。
[0002] 在此处键入技术领域描述段落。一种赤泥无害化处理及资源综合利用的方法，赤泥是处理氧化铝生产过程中排放的废渣，渣中因含有大量的强碱性物质，是造成环境污染的主要原因。赤泥治理项目属环境技术领域，研究的学科是环境科学技术，环境工程学及固体污染物防治工程。通过对赤泥高温培烧，酸浸处理后，分离赤泥中的铝、铁等有回收价值的金属，余下的中性赤泥渣中添加煤矸石，经950-1100℃烧结（或添加粘合剂）所得砖体的抗压强度达到1-15Mpa，质量完全达到GB-5101-2003“烧结普通砖”的要求。本方法适用于不同生产工艺所排放的赤泥处理。
发明内容
一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，包括调整赤泥的强碱性，分离三氧化二铁，氢氧化铝等，加速放射性元素衰变，进行无害化处理；提取有用金属；余下残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，作为建筑材料等。其特征在于：
1.赤泥无害化处理及资源利用的方法，针对赤泥的物理、化学性质，采用高温培烧，加水制浆，用酸调PH值2-5，液、渣分离，用水分三次洗涤滤饼，洗水返回制浆用水，滤饼下道工序备用。
2、根据权利要求所述的无害化处理及资源利用的方法，其特征在于溶液和赤泥合并，固、液比1：3（w/w）加酸调PH值0.5-4，反应时间0.5-1.5hr，固、液分离。残渣量为总投量的75-83%，用水洗涤滤饼至中性，下道工序备用。滤液用伯胺N-1923做除铁剂分离三氧化二铁，溶液用碱调PH值4-8，分离沉淀物，干燥得氢氧化铝。溶液用石灰水调PH值9-12，分离得沉淀物，干燥得氢氧化镁，溶液浓缩得氯化钙及氯化钠。
3、根据权利要求1，一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，特征在于其砖坯的制作工艺为，赤泥余渣经磁选工艺处理，得含总铁≥55%的铁精粉。残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，经950~1100℃烧结（或添加粘合剂）所得砖体的抗压强度达到1-~15MPa
具体实施方案
氧化铝生产中不同工艺所得的赤泥，其化学成分和物相组成均有差异。采用偏光显微镜、扫描电镜等手段对赤泥矿物成分测定，认为主要有文石和方解石，其次为蛋白石，一水铝石，针铁矿，少量的钛矿物，菱铁矿，铝酸钠和苛性碱。采用焙烧、酸浸方式来溶解赤泥中的金属氧化物和降低赤泥的碱性。从溶液中分步回收金属氧化物和盐类产品，余渣做烧结砖的处理方法，一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，特征在于其砖坯的制作工艺为，赤泥余渣经磁选工艺处理，得含总铁≥55%的铁精粉。残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，经950-1100℃烧结（或添加粘合剂）所得砖体的抗压强度达到1-~15MPa
是解决赤泥综合利用的一个关键。
赤泥中含有大量的钙离子，如用硫酸来处理，含有硫酸钙沉淀物干扰其它金属离子的有效沉淀。若把硫酸钙转化生成可溶性的硫酸氢钙，则会增加处理成本，改用盐酸处理赤泥，须说用酸量大，但处理分解完全，分离工序简便，氯化钙、氯化钠产品均有市场销路。
Claims (8)
1.一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，包括调整赤泥的强碱性，分离三氧化二铁，氢氧化铝等，加速放射性元素衰变，进行无害化处理；提取有用金属；余下残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，作为建筑材料等。
2.其特征在于：
赤泥无害化处理及资源利用的方法，针对赤泥的物理、化学性质，采用高温培烧，加水制浆，用酸调PH值2-5，液、渣分离，用水分三次洗涤滤饼，洗水返回制浆用水，滤饼下道工序备用。
3.根据权利要求所述的无害化处理及资源利用的方法，其特征在于溶液和赤泥合并，固、液比1：3（w/w）加酸调PH值0.5-4，反应时间0.5-1.5hr，固、液分离。
4.残渣量为总投量的75-83%，用水洗涤滤饼至中性，下道工序备用。
5.滤液用伯胺N-1923做除铁剂分离三氧化二铁，溶液用碱调PH值4-8，分离沉淀物，干燥得氢氧化铝。
6.溶液用石灰水调PH值9-12，分离得沉淀物，干燥得氢氧化镁，溶液浓缩得氯化钙及氯化钠。
7.根据权利要求1，此项单列一种赤泥无害化处理及资源利用的方法，特征在于其砖坯的制作工艺为，赤泥余渣经磁选工艺处理，得含总铁≥55%的铁精粉。
8.残渣中添加煤矸石比75:25(w/w)制成砖坯，经950~1100℃烧结（或添加粘合剂）所得砖体的抗压强度达到1-~15MPa。
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