CN108275707A - 高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法 - Google Patents

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熊德芬
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Abstract

本发明公开了一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，属一种高效脱除拜耳法生产氧化铝的配套工艺，包括如下步骤：将拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥，与干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，加入以容积比计的水50‑350份，进行混合调浆，赤泥的容积与电石渣的质量之比为160‑400:7.3‑47.1；电石渣中至少包含氢氧化钙。通过将干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，与拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥加水后进行混合调浆，使两者进行保温反应后即可使电石渣中的氢氧化钙与赤泥中的钠硅渣反应，生成氢氧化钠，进而有效脱除赤泥中氧化钠含量，将反应后浆液进行滤液回收后可降低氧化铝生产的碱消耗，亦可电石渣进行处理，对资源的利用和环境保护有重要意义。

Description

高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法
技术领域
本发明涉及一种高效脱除拜耳法生产氧化铝的配套工艺，更具体的说，本发明主要涉及一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法。
背景技术
干法乙炔生产聚氯乙烯过程中会产生大量的电石渣，电石渣是电石水解反应的副产品,主要化学成分为Ca(OH)2,具有很强的碱性,并含有硫化物、磷化物及其它杂质。采用干法生乙炔生产1吨PVC树脂可产生1.8-2吨电石渣，是PVC树脂生产过程中最大的废渣。拜耳法生产氧化铝的过程中有三个地方用到石灰：一是原料配矿加入10％左右的石灰来消除或降低杂质的影响；二是用石灰乳将系统的碳酸钠苛化回收；三是在初液精制过程中加入石灰乳做助滤剂。电石渣主要用于烟气脱硫和烧制水泥等，如果运输较远，则成本太高。电石渣运用于氧化铝生产有很多公司进行过试研究，例如公开号为CN101708859B的中国发明专利公开了一种电石渣代替石灰用于拜耳法氧化铝生产的工艺。虽然电石渣的成分主要是Ca(OH)2，与熟石灰成分一样，但是由于活性的问题，电石渣代替石灰影响比较大，即用电石渣代替石灰配矿溶出，溶出效果非常差，用电石渣苛化碳酸钠，苛化率低，用电石渣做助滤剂，叶滤机产能会降低；因而有必要针对前述电石渣的处理方式，及其与拜耳法生产氧化铝工艺的结合进行研究和改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，以期望解决现有技术中聚氯乙烯生产产生的电石渣无法处理，且与拜耳法生产氧化铝工艺无法结合等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供了一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，所述方法包括如下步骤：将拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥，与干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，加入以容积比计的水50-350份，进行混合调浆，所述赤泥的容积与电石渣的质量之比为160-400:7.3-47.1；所述赤泥的固相含量为400-532g/L；将赤泥、电石渣与水的混合物置于40-90℃的环境中反应0.5-8h；所述电石渣中至少包含氢氧化钙。
作为优选，进一步的技术方案是所述方法还包括如下步骤：在赤泥、电石渣与水的混合物反应完成后，将浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出。
更进一步的技术方案是：所述滤液回收为过滤或/与沉降的方式。
更进一步的技术方案是：所述电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％。
本发明另一方面提供了一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，所述的方法包括如下步骤：在拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽内，以30-60m3/h的速度添加电石渣浆液，使电石渣浆液在洗槽中与赤泥混合；所述电石渣浆液为电石渣与水的混合物，且电石渣在电石渣浆液中的含量至少为370g/L；所述赤泥的初始温度为40-90℃；所述赤泥的固相含量为400-532g/L，所述电石渣中至少包含氢氧化钙；在洗槽内，赤泥的容积与电石渣的质量之比为160-400:7.3-47.1；电石渣浆液在洗槽内与赤泥的反应时间为0.5-8h；在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，将洗槽内的浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出。
作为优选，进一步的技术方案是：所述滤液回收为过滤或/与沉降的方式。
更进一步的技术方案是：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；电石渣浆液加入三次赤泥洗涤沉降槽内。
更进一步的技术方案是：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；电石渣浆液加入四次赤泥洗涤沉降槽内。
更进一步的技术方案是：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；所述电石渣浆液加入与四次赤泥洗涤沉降槽相连通的混合反应槽内，并同时向所述混合反应槽内通入蒸汽进行加热。
更进一步的技术方案是：所述电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过将干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，与拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥加水后进行混合调浆，使两者进行保温反应后即可使电石渣中的氢氧化钙与赤泥中的钠硅渣反应，生成氢氧化钠，进而有效脱除赤泥中氧化钠含量，将反应后浆液进行滤液回收后可降低氧化铝生产的碱消耗，并且又对电石渣进行了处理，对资源的利用和环境保护有重要意义，同时本发明所提供的一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法步骤简单，可在各类场所中将拜耳法生产氧化铝与干法乙炔生产聚氯乙烯的工艺结合实施，应用范围广阔。
附图说明
图1为现有的赤泥洗涤工艺流程图；
图2为用于说明本发明一个实施例的赤泥洗涤工艺流程图；
图3为用于说明本发明另一个实施例的赤泥洗涤工艺流程图；
图4为用于说明本发明再一个实施例的赤泥洗涤工艺流程图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例是用干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，降低拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥中的氧化钠，具体为相同电石渣量90℃下不同反应时间赤泥脱钠效果，操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，即电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％，氧化钠含量为0，取氧化铝从生产选铁后的赤泥浆液测量固含为400g/L，浆液固相分离烘干后分析氧化钠含量为5.2％；
步骤2、取赤泥浆液400ml与电石渣29.5g在烧杯中混合，再加入72ml水混合均匀，同样的样品制备3份编号1#、2#、3#；
步骤3、1#样品在搅拌状态下90℃保温2h，过滤出固相分析氧化钠含量为3.3％；2#样品在搅拌状态下90℃保温4h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.8％；3#样品在搅拌状态下90℃保温6h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.4％。
实施例2
本实施例也是用干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，降低拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥中的氧化钠，具体为相同电石渣量70℃下不同反应时间赤泥脱钠效果，其操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，氧化钠含量为0，取氧化铝从生产选铁后的赤泥浆液测量固含为400g/L，浆液固相分离烘干后分析氧化钠含量为5.2％；
步骤2、取赤泥浆液400ml与电石渣29.5g在烧杯中混合，再加入72ml水混合均匀，同样的样品制备3份编号1#、2#、3#；
步骤3、1#样品在搅拌状态下70℃保温2h，过滤出固相分析氧化钠含量为3.9％；2#样品在搅拌状态下70℃保温4h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.8％；3#样品在搅拌状态下70℃保温6h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.4％；
步骤4、在赤泥、电石渣与水的混合物反应完成后，将浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出，滤液回收可采用过滤或/与沉降的方式。
实施例3
本实施例依然是用干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，降低拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥中的氧化钠，具体为相同电石渣量40℃下不同反应时间赤泥脱钠效果，其操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，氧化钠含量为0，取氧化铝从生产选铁后的赤泥浆液测量固含为400g/L，浆液固相分离烘干后分析氧化钠含量为5.2％；
步骤2、取赤泥浆液400ml与电石渣29.5g在烧杯中混合，再加入72ml水混合均匀，同样的样品制备3份编号1#、2#、3#；
步骤3、1#样品在搅拌状态下40℃保温2h，过滤出固相分析氧化钠含量为3.8％；2#样品在搅拌状态下40℃保温4h，过滤出固相分析氧化钠含量为3.7％；3#样品在搅拌状态下40℃保温6h，过滤出固相分析氧化钠含量为3.5％；
步骤4、在赤泥、电石渣与水的混合物反应完成后，将浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出，滤液回收可采用过滤或/与沉降的方式。
实施例4
本实施例还是用干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，降低拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥中的氧化钠，具体为相同电石渣量80℃下不同反应时间赤泥脱钠效果，其操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，氧化钠含量为0，取氧化铝从生产选铁后的赤泥浆液测量固含为400g/L，浆液固相分离烘干后分析氧化钠含量为5％；
步骤2、取赤泥160ml，电石渣30g，水350ml在烧杯中混合均匀，同样的样品制备2份编号1#、2#。
步骤3、1#样品在搅拌状态下80℃保温4h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.8％；2#样品在搅拌状态下80℃保温6h，过滤出固相分析氧化钠含量为2.6％；
步骤4、在赤泥、电石渣与水的混合物反应完成后，将浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出，滤液回收可采用过滤或/与沉降的方式。
实施例5
本实施例还是用干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，降低拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥中的氧化钠，具体为不同电石渣量相同条件下赤泥脱钠效果，其操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，氧化钠含量为0，取氧化铝从生产选铁后的赤泥浆液测量固含为532g/L，浆液固相分离烘干后分析氧化钠含量为6.1％；
步骤2、制备三个样品，其中1#样品：取赤泥浆液200ml与电石渣47.1g在烧杯中混合，再加入50ml水混合均匀。2#样品：取赤泥浆液200ml与电石渣27.6g在烧杯中混合，再加入50ml水混合均匀。3#样品：取赤泥浆液200ml与电石渣7.3g在烧杯中混合，再加入50ml水混合均匀；
步骤3、3个样品都在搅拌状态下60℃保温4小时，分别过滤出固相分析氧化钠含量，1#为3.2％，2#为4.2％，3#为4.8％。
实施例6
与上述实施例相类似，本发明的另一个实施例是高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，即将本发明的方法应用在赤泥洗涤的工艺中；具体的操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，即电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％，氧化钠含量为0，然后将电石渣在调浆槽用水调浆，固含量370g/L；
步骤2、向拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的三次赤泥洗涤沉降槽，以30m3/h的速度通入电石渣浆液，正如图2所示出的，赤泥洗涤生产线上包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽，赤泥依次进入前述的沉降槽中进行清洗，每次清洗后都将滤液回收，然后进入下一个沉降槽中继续清洗；并且电石渣浆液通入三次赤泥洗涤沉降槽的速度与生产线运行的速度一致，两者混合的温度由赤泥本身的温度进行维持；前述赤泥的初始温度应该维持在40-90℃；
同样的，在上述三次赤泥洗涤沉降槽内，赤泥的容积与电石渣的质量之比控制在160-400:7.3-47.1之间；电石渣浆液在洗槽内与赤泥的反应时间为大致应控制在0.5-8h；
步骤3、在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，将三次赤泥洗涤沉降槽内的浆液进行滤液回收，滤液回收的方式为过滤或沉降，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出或在生产线上继续清洗；此时取四次赤泥洗涤沉降槽底流分析赤泥氧化钠含量为1.8％。
实施例7
参考图3所示，基于实施例6的技术方案，电石渣浆液亦可直接以30m3/h的速度，通入上述赤泥洗涤生产线的四次赤泥洗涤沉降槽，电石渣浆液通入四次赤泥洗涤沉降槽的速度同样与生产线运行的速度一致，两者混合的温度由赤泥本身的温度进行维持；在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，取四次赤泥洗涤沉降槽底流分析赤泥氧化钠含量为2.1％。
实施例8
仍然参考图3所示，基于实施例6的技术方案，电石渣浆液亦可直接以60m3/h的速度，通入上述赤泥洗涤生产线的四次赤泥洗涤沉降槽，电石渣浆液通入四次赤泥洗涤沉降槽的速度同样与生产线运行的速度一致，两者混合的温度由赤泥本身的温度进行维持；在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，取四次赤泥洗涤沉降槽底流分析赤泥氧化钠含量为0.1％。
实施例9
与上述实施例相类似，本发明的另一个实施例是高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，即将本发明的方法应用在赤泥洗涤的工艺中；具体的操作方式为：
步骤1、将化工厂通过干法乙炔生产PVC(聚氯乙烯)的废弃物电石渣烘干，分析有效氢氧化钙的含量为60％，氧化钠含量为0，然后将电石渣在调浆槽用水调浆，使其固含量保持在370g/L及以上；
步骤2、参考图4所示，在拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上增设一个混合反应槽，并将该混合反应槽与上述赤泥洗涤生产线的四次赤泥洗涤沉降槽相连通，经四次赤泥洗涤沉降槽赤泥进入混合反应槽内，再以30-60m3/h的速度向混合反应槽内通入电石渣浆液，同样的，电石渣浆液通入混合反应槽的速度与生产线运行的速度一致；值得注意的是，在本实施例中，由于赤泥经过四次赤泥洗涤沉降槽水洗后温度已经较低，为保证其与电石渣的混合效果，可再从外部向混合反应槽中通入蒸汽，在蒸汽的作用下，使混合反应槽内的温度应该维持在40-90℃；同样的，在混合反应槽内，赤泥的容积与电石渣的质量之比控制在160-400:7.3-47.1之间；电石渣浆液在洗槽内与赤泥的反应时间为大致应控制在0.5-8h；
步骤3、在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，将混合反应槽内浆液排出置压滤槽中进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出；此时取四次赤泥洗涤沉降槽的底流分析赤泥氧化钠含量为0.8％。
本实施例中将赤泥与电石渣浆在混合反应槽中混合，可降低赤泥本身的杂质，有助于提升两者反应的效率，进一步降低赤泥中的氧化钠含量，提升氢氧化钠的生成率，从而进一步提升回收滤液中的碱含量，当滤液进入拜耳法生产氧化铝的生产线时进一步降低其碱消耗量。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：
将拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥，与干法乙炔生产聚氯乙烯产生的电石渣，加入以容积比计的水50-350份，进行混合调浆，所述赤泥的容积与电石渣的质量之比为160-400:7.3-47.1；所述赤泥的固相含量为400-532g/L；
将赤泥、电石渣与水的混合物置于40-90℃的环境中反应0.5-8h；
所述电石渣中至少包含氢氧化钙。
2.根据权利要求1所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于所述方法还包括如下步骤：在赤泥、电石渣与水的混合物反应完成后，将浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出。
3.根据权利要求2所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述滤液回收为过滤或/与沉降的方式。
4.根据权利要求1或3所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％。
5.一种高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：在拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽内，以30-60m3/h的速度添加电石渣浆液，使电石渣浆液在洗槽中与赤泥混合；所述电石渣浆液为电石渣与水的混合物，且电石渣在电石渣浆液中的含量至少为370g/L；所述赤泥的初始温度为40-90℃；所述赤泥的固相含量为400-532g/L，所述电石渣中至少包含氢氧化钙；
在洗槽内，赤泥的容积与电石渣的质量之比为160-400:7.3-47.1；电石渣浆液在洗槽内与赤泥的反应时间为0.5-8h；
在赤泥与电石渣浆液的反应结束后，将洗槽内的浆液进行滤液回收，将滤液继续用于氧化铝生产，滤渣排出。
6.根据权利要求5所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述滤液回收为过滤或/与沉降的方式。
7.根据权利要求5或6所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；所述电石渣浆液加入三次赤泥洗涤沉降槽内。
8.根据权利要求5或6所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；所述电石渣浆液加入四次赤泥洗涤沉降槽内。
9.根据权利要求5或6所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述拜耳法生产氧化铝的尾渣赤泥洗涤生产线上的洗槽，包括一次赤泥洗涤沉降槽、二次赤泥洗涤沉降槽、三次赤泥洗涤沉降槽与四次赤泥洗涤沉降槽；所述电石渣浆液加入与四次赤泥洗涤沉降槽相连通的混合反应槽内，并同时向所述混合反应槽内通入蒸汽进行加热。
10.根据权利要求5所述的高效脱除拜耳法生产氧化铝赤泥中氧化钠的方法，其特征在于：所述电石渣中的氢氧化钙含量至少占电石渣总质量的60％。
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