CN104071995B - 一种赤泥在线综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种赤泥在线综合处理方法。其方案是将氧化铝厂产生的赤泥料浆直接通过进浆口排放至具有保温性能的搅拌装置中，然后通过给料口加入质量分数为10~30%的作为添加剂的电石渣，在搅拌强度为100~500r/min条件下搅拌60-360min，搅拌结束后静置5~10min，然后将上清液从搅拌装置的溢流管道排出，底流通过排浆口排至压滤机进行压滤，滤液与上清液混合后通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业，尾渣用于制备建筑材料，实现了赤泥在线脱碱和脱碱后尾渣活性的提高。本发明具有工艺简单、脱碱率高、能耗低、脱碱后赤泥可满足制备建筑材料的特点。
Description
技术领域
本发明属赤泥综合处理技术领域，具体涉及一种赤泥在线综合处理方法。
背景技术
赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的尾渣，因其含有一定量的赤铁矿而成红色，故称之为赤泥。拜耳法提铝工艺以其能耗低和效益好的特点，得到了国内外氧化铝厂的广泛应用。拜耳法赤泥是一种碱性污染源，矿物组成及化学成分较复杂。堆存赤泥筑坝不仅会造成地下水体和土壤污染，同时由于赤泥的粒度极细，还会随风飞扬造成空气污染，因此必须采取有效的措施处理该类固体废弃物。赤泥中的高碱含量和胶凝活性成分低是制约其制备建筑材料的关键因素，脱碱和提高活性成分是赤泥进行下一步综合利用的必要前提。目前赤泥脱碱工艺主要包括以下几种方法：
水洗脱碱工艺(张国立，李绍纯，张馨元等.拜耳法赤泥水洗脱碱工艺的研究.青岛理工大学学报，2012，33(4):59-62)存在液固比高、水洗次数多、浸泡时间长、没有在线脱碱、处理后赤泥活性低不能直接制备建筑材料等缺陷。
碳化脱碱工艺(王志，韩敏芳，张以河等.拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究.硅酸盐通报，2013，32(9):1851-1855)存在加压浸出对浸出设备的抗震、抗压性能均有较严苛的要求以及脱碱率低、处理后赤泥活性低等缺陷。
酸浸中和法脱碱工艺(钟晨，夏举佩.拜耳法赤泥中Na+的浸出实验研究.硅酸盐通报，2013，32(9):2012-2015)存在脱碱过程中酸耗量大、处理后赤泥呈酸性造成二次污染等缺陷。
石灰脱碱工艺（李少康，梁春来，李光柱等.一种拜耳法赤泥常压脱碱方法，发明专利，2004;罗忠涛，肖宇领，张磊等.赤泥料浆化多级循环脱碱与碱回收处理工艺.济南大学学报，2013，4(27):369-372.）存在不能在线脱碱，脱碱过程需要高温浸出，能耗高等缺陷。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种能够在线脱碱和提高赤泥活性的综合处理方法，该方法要求工艺简单、脱碱率高、能耗低、脱碱后赤泥能满足制备建筑材料的要求。
本发明的目的可通过下属技术措施来实现：
本发明的一种赤泥在线综合处理方法包括下述步骤：将氧化铝厂产生的赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，在搅拌装置的给料口处加入赤泥料浆质量分数10~30%的作为添加剂的电石渣进行搅拌，搅拌强度为100~500r/min，搅拌时间为60~360min，搅拌结束后静置5~10min，然后将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，滤液与上清液混合备用，尾渣进行制备建筑材料。
本发明中所述搅拌装置是设置有保温层、进浆口、给料口、溢流管和排浆口的搅拌设备。
本发明所述赤泥是铝土矿经拜耳法炼铝工艺产生的料浆，其中碱的质量分数为4~16%。
本发明所述滤液与上清液混合物通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业。
本发明所得尾渣是一种具有胶凝活性的材料，其化学组成和含量可以满足制备建筑材料的要求。
拜耳法赤泥中的碱主要是以氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、铝酸钠、硫酸钠和方钠石等钠的化合物形式存在，由于氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、铝酸钠和硫酸钠易溶于水并电离成钠离子，而方钠石是一种不溶于水的沸石矿物，其多孔道结构对上述电离产生的钠离子具有一定的物理吸附作用，若将氧化铝厂产生的赤泥料浆经浓缩、过滤和堆存处理后再进行脱碱作业，长时间的吸附作用会导致脱碱率低、脱碱过程液固比大和能耗高等问题。采用赤泥在线综合处理方法，将氧化铝厂产生的赤泥料浆在高温状态下直接加入电石渣在搅拌装置中进行搅拌，抑制了方钠石的吸附作用从而提高了脱碱率，同时降低了高温能耗和简化了工艺流程。此外，电石渣是电石制备乙炔后产生的固体废弃物，主要化学成分为氢氧化钙，该过程采用电石渣作为脱碱添加剂，可以降低方钠石吸附钠离子的性能，使其吸附离子半径更大的钙离子，同时氢氧化钙可与碳酸钠、硅酸钠、铝酸钠和硫酸钠发生化学反应生成溶解度低的钙盐，从而实现钠离子充分溶解和钙离子固存于赤泥尾渣中的目的，提高了赤泥的脱碱率和尾渣的活性。
本发明的有益效果如下：
由于本发明采用将高温排出的赤泥不进行降温和浓缩等处理而直接加入固体废弃物电石渣于搅拌装置中搅拌脱碱，可使赤泥脱碱率达到70~95%，处理后的赤泥尾渣中钙含量提高5~25%，能够作为制备建筑材料的原料。
另外，本发明还具有在线脱碱、工艺简单、脱碱率高、能耗低、脱碱后赤泥活性提高且能满足制备建筑材料要求的特点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的搅拌装置结构示意图。
图2中序号：1搅拌器，2保温层，3进浆口，4、蝶阀，5排浆口，6给料口，7溢流管，8蝶阀，9水泵。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
为避免重复叙述，现将本发明具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下：所述赤泥是铝土矿经拜耳法炼铝工艺产生的料浆，其中碱的质量分数为4~16%；脱碱所用的设备是带有保温层、进浆口、给料口、溢流管和排浆口的搅拌装置（参见图2）。具体实施例中不再赘述。
实施例1
将赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，然后通过给料口添加质量分数为20~30%的电石渣，搅拌强度为100~250r/min，搅拌时间为60-180min，搅拌结束静置5~10min，将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，赤泥脱碱率为82~95%，滤液与上清液混合通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业，赤泥尾渣中钙含量为25~35%，进行制备建筑材料。
实施例2
将赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，然后通过给料口添加质量分数为15~25%的电石渣，搅拌强度为150~300r/min，搅拌时间为120-240min，搅拌结束静置5~10min，将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，赤泥脱碱率为78~90%，滤液与上清液混合通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业，赤泥尾渣中钙含量为22~32%，进行制备建筑材料。
实施例3
将赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，然后通过给料口添加质量分数为10~20%的电石渣，搅拌强度为200~400r/min，搅拌时间为180-300min，搅拌结束静置5~10min，将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，赤泥脱碱率为75~85%，滤液与上清液混合通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业，赤泥尾渣中钙含量为18~30%，进行制备建筑材料。
实施例4
将赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，然后通过给料口添加质量分数为5~15%的电石渣，搅拌强度为350~500r/min，搅拌时间为210-360min，搅拌结束静置5~10min，将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，赤泥脱碱率为70~80%，滤液与上清液混合通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业，赤泥尾渣中钙含量为15~28%，进行制备建筑材料。
本具体实施方式采用将高温排出的赤泥不进行降温和浓缩等处理而直接加入固体废弃物电石渣于搅拌装置中搅拌脱碱，可使赤泥脱碱率达到70~95%，处理后的赤泥尾渣中钙含量提高5~25%，能够作为制备建筑材料的原料。
另外，本具体实施方式还具有在线脱碱、工艺简单、脱碱率高、能耗低、脱碱后赤泥活性提高且能满足制备建筑材料要求的特点。
Claims (4)
1.一种赤泥在线综合处理方法，其特征在于：所述处理方法包括下述步骤：将氧化铝厂产生的赤泥料浆在未经降温、浓缩和过滤处理的条件下直接通过进浆口排至搅拌装置中，在搅拌装置的给料口处加入赤泥料浆质量分数10~30%的作为添加剂的电石渣进行搅拌，搅拌强度为100~500r/min，搅拌时间为60~360min，搅拌结束后静置5~10min，然后将上清液从搅拌装置的溢流管排出，底流排至压滤机进行压滤，滤液与上清液混合备用，尾渣进行制备建筑材料；所述搅拌装置是设置有保温层、进浆口、给料口、溢流管和排浆口的搅拌装置。
2.根据权利要求1所述的赤泥在线综合处理方法，其特征在于：所述赤泥是铝土矿经拜耳法炼铝工艺产生的料浆，其中碱的质量分数为4~16%。
3.根据权利要求1所述的赤泥在线综合处理方法，其特征在于：所述尾渣是一种具有胶凝活性的材料，其化学组成和含量可以满足制备建筑材料的要求。
4.根据权利要求1所述的赤泥在线综合处理方法，其特征在于：所述滤液与上清液混合物通过001×7树脂吸附进行下一步回收碱的作业。
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