CN104445844A - 一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法，该处理方法步骤是：将拜尔法赤泥研磨粉碎，粉碎后赤泥粒度在160～200目，而后与水混合，形成固液混合物，赤泥与水重量比例为1：3～1：10，加入一定比例的碱性材料(电石渣或石灰)进行反应，反应温度为60℃～100℃，时间为1～2h；反应后向上述固液混合物中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应；通入CO2流量为0.2～1L／min，SO2流量为20-60mL／min，反应温度为60℃～80℃，时间为1～2h，反应结束后对得到的固液混合物进行抽滤分离，分离处理后的残渣，可用于回收铝、铁和大规模作为建材原料应用，解决非脱碱赤泥应用时产生″泛霜″，该方法为赤泥在建材方面广泛应用提供了解决途径。

Description

一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法
技术领域
本发明涉及一种赤泥脱碱的处理方法，属于资源综合利用技术领域。
背景技术
我国是氧化铝的生产大国，拜耳法赤泥是化铝生产根据拜耳法工艺路线生产过程中的废弃物。目前我国的赤泥综合利用率较低。随着我国氧化铝产量逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的堆存量还将不断增加。国内外氧化铝厂大都将赤泥输送堆场，筑坝湿法堆存，造成土壤碱化，沼泽化，污染地表地下水源；另一种常用的方法是将赤泥干燥脱水和蒸发后干法堆存，并仍需占用土地，同时有些地方雨水充足，也容易造成土地碱化及水系的污染。
国内外根据赤泥不同方面的性能特点进行大量研究。利用赤泥生产建筑材料，如水泥、混凝土、新型墙体材料、烧结砖、免烧砖、环保型墙砖；利用赤泥生产微晶玻璃、塑料填料、防渗材料、铺路材料等。作为生产建材方面，因赤泥碱含量较高，长时间会出现“泛霜”现象，对赤泥利用造成不利影响。需对赤泥做脱碱处理，使碱含量降低到一定的范围。
工业燃煤锅炉产生烟气中含酸性气体，其排放给环境造成严重污染，国内主要采用碱法进行烟气的净化处理，在污染控制方面起到一定的作用，但仍存在吸收剂供应、成本及副产品回收等问题。
公开号CN101469966A，名称为一种烧结法赤泥常压脱碱方法，利用悬浮碳化脱碱方法处理赤泥脱碱，赤泥中Na2O的含量降到1％以下。根据相关文献，赤泥对CO2的吸收率较低，该方法对高碱赤泥脱碱需时间较长，能耗问题需待解决。
专利号US4668485，发明名称为Recovery of sodium aluminate from Bayer process red mud利用SO2处理赤泥脱碱，脱碱后赤泥沉淀脱硅，后碱化反应，烧结，得到CaO、SO2，CaO用于循环碱化反应，SO2循环处理脱碱。该发明处理赤泥脱碱，赤泥碱含量可降低到1％以下，但工艺复杂，中间过程需烧结，高温设备。
本发明提供一种原材料易获得、生产成本低的处理赤泥脱碱的方法。将氧化铝厂排放的废渣处理与烟气净化处理结合，同时解决了有色冶金行业大量赤泥排放堆存，烟气净化处理问题。本发明利用烟气／模拟烟气中酸性气体处理赤泥进行脱碱，脱碱效率在80％以上，脱碱过程中的碱液可循环利用，用于盐提取或回收处理拜耳法赤泥。此外，本发明根据烟气中酸性气体组成存在波动问题，提出了在烟气脱碱基础上，以碱性物质(电石渣或石灰)作为辅助物质，利用其既可以和酸性物质进行中和反应又可以和赤泥中的碱进行交换反应的特点，对赤泥、烟气和电石渣进行资源化利用，实现“综合治理、变废为宝”的目的。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法。
本发明提供了一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法，该方法包括以下详细步骤：
第一步，将赤泥研磨粉碎，研磨后赤泥粒度在160～200目，与水混合，拜耳法赤泥与水重量比例为1：3～1：10，加入电石渣或石灰等碱性材料进行反应，所加碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为5％-15％，反应温度为60℃～100℃，时间为1～2h，得到固液混合物①；第二步，向第一步固液混合物①中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应，通入CO2流量为0.2～1L／min，SO2流量为20～60mL／min，反应温度为60℃～80℃，时间为1～2h；得到固液混合物②；第三步，第二步处理后得到的固液混合物②抽滤分离，分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。
赤泥是氧化铝工业的废弃物，对环境危害很大，赤泥中含有大量的Fe和Al等可回收元素。同时，考虑烟气中含CO2、SO2酸性气体，用于处理赤泥，可达到处理拜耳法赤泥脱碱的效果。该脱碱方法中，烟气联合碱性材料处理赤泥脱碱，烟气及碱性材料加入顺序对赤泥脱碱影响不大，因此，烟气联合碱性材料处理赤泥脱碱，烟气及碱性材料的加入顺序可以调整。利用烟气／模拟烟气联合碱性助剂处理赤泥脱碱，不仅在赤泥脱碱处理、烟气和电石渣回收利用方面具有应用前景，而且具有非常大的潜在经济价值。
具体实施方式：
以下实例为进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。
实例一：
第一步，将赤泥研磨粉碎，研磨后赤泥粒度在160目，与水混合，拜耳法赤泥与水重量比例为1：3，加入碱性材料电石渣／石灰进行反应，所加碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为5％，反应温度为60℃，时间为1h，得到固液混合物①；第二步，向第一步固液混合物①中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应，通入CO2流量为0.8L／min，SO2流量为60mL／min，反应温度为80℃，时间为2h；得到固液混合物②；第三步，第二步处理后得到的固液混合物②抽滤分离，分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。用常规方法检测低碱赤泥中碱含量，分析低碱赤泥中碱含量为2.0％。
实例二：
第一步，将赤泥研磨粉碎，研磨后赤泥粒度在180目，与水混合，拜耳法赤泥与水重量比例为1∶5，加入碱性材料电石渣／石灰进行反应，所加碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为10％，反应温度为80℃，时间为1h，得到固液混合物①；第二步，向第一步固液混合物①中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应，通入CO2流量为0.6L／min，SO2流量为40mL／min，反应温度为60℃，时间为1h；得到固液混合物②；第三步，第二步处理后得到的固液混合物②抽滤分离，分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。用常规方法检测低碱赤泥中碱含量，分析低碱赤泥中碱含量为1.8％。
实例三；
第一步，将赤泥研磨粉碎，研磨后赤泥粒度在180目，与水混合，拜耳法赤泥与水重量比例为1：7，加入碱性材料电石渣／石灰进行反应，所加碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为12％，反应温度为100℃，时间为1h，得到固液混合物①；第二步，向第一步固液混合物①中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应，通入CO2流量为0.4L／min，SO2流量为40mL／min，反应温度为70℃，时间为2h；得到固液混合物②；第三步，第二步处理后得到的固液混合物②抽滤分离，分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。用常规方法检测低碱赤泥中碱含量，分析低碱赤泥中碱含量为1.72％。
实例四：
第一步，将赤泥研磨粉碎，研磨后赤泥粒度在200目，与水混合，拜耳法赤泥与水重量比例为1：10，加入碱性材料电石渣／石灰进行反应，所加碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为15％，反应温度为100℃，时间为2h，得到固液混合物①；第二步，向第一步固液混合物①中，通入烟气／模拟烟气进行酸化反应，通入CO2流量为0.4L／min，SO2流量为40mL／min，反应温度为80℃，时间为1h；得到固液混合物②；第三步，第二步处理后得到的固液混合物②抽滤分离，分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。用常规方法检测低碱赤泥中碱含量，分析低碱赤泥中碱含量为1.92％。

Claims (9)

1.一种烟气联合碱性材料对赤泥脱碱的方法，其特征在于其处理过程的步骤包括：
(1)将拜耳法赤泥粉碎，与水混合，并加入碱性材料，反应得到固液混合物①；
(2)向固液混合物①中通入烟气进行酸化反应，得到固液混合物反应得到固液混合物②；
(3)对步骤(2)反应后得到的固液混合物②过滤分离；分离处理后的残渣，用于回收铝、铁或大规模用于建材。
2.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(1)中拜耳法赤泥研磨目数在160～200。
3.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(1)中拜耳法赤泥与水重量比例为1∶3～1：10。
4.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(1)中加入碱性材料为电石渣、石灰等。
5.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(1)中加入的碱性材料中CaO与赤泥中Na2O质量比例为5％-15％。
6.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(1)中的反应温度为60℃～100℃，时间为1～2h。
7.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(2)中通入烟气／模拟烟气，其中，CO2气流量为0.2～1L／min，SO2气体流量为20～60m L／min。
8.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(2)中通入烟气为模拟烟气或燃煤锅炉烟气。
9.根据权利要求1所述的一种赤泥脱碱的方法，其特征在于步骤(2)中的反应温度为60℃～80℃，时间为1～2h。
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