CN113857222A - 一种无害化处理赤泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无害化处理赤泥的方法，属于赤泥处理技术领域，解决固体废弃物赤泥综合利用的技术问题，解决方案为：首先对赤泥进行干燥、分散，然后将还原剂进行破碎，得到粒度小于1mm的块体，接着按照一定比例称取赤泥和还原剂均匀混合，最后在惰性气氛下高温碳热还原处理获得主要物相为FeAl2O4、NaAlSiO4、Fe、FeC以及C的产物。本发明利用还原剂中的C将固废赤泥中的Fe3+进行还原回收，同时赤泥中的OH–又可以反应活化还原剂中的C，起到消耗赤泥强碱的作用，有效实现了赤泥的循环利用和无害化处理。
Description
技术领域
本发明属于赤泥处理技术领域，具体涉及一种无害化处理赤泥的方法。
背景技术
赤泥是氧化铝厂产生的固体废渣，通常为颗粒细小泥糊状粉体物质，据统计，每生产1吨氧化铝，就会排放1～1.5吨赤泥，我国每年赤泥的平均排放量高达6000万吨以上。由于氧化铝厂铝土矿的来源广泛，造成赤泥的化学成分复杂，尤其是具有强碱性、含有重金属离子和放射性物质的特性，使得赤泥易于向地下渗透，引起土壤碱化、地下水源污染等环保问题。因此，赤泥的综合利用引起了社会的广泛关注，如何实现赤泥的有效资源化利用将对我国氧化铝行业的绿色、可持续发展具有十分重要的意义。
随着循环经济理念的不断完善，传统的固体废弃物也被称为“放错了地方的资源”。对于赤泥的回收利用，一方面，科研工作者开始转向其内的重金属元素，通过各种手段提取有价值的微量元素(例如镓)并加以利用；另一方面，以“转缺为优”的思路合理开发赤泥的强碱性特点，例如作为烟气脱硫剂等。
事实上，赤泥的高碱性特点是制约其应用推广的关键所在，如果能够合理利用这一特点将会突破赤泥的大规模资源化利用瓶颈，不仅可以缓解因赤泥大量排放、堆积引起的各类生态环境压力，而且能够真正实现固体废弃物赤泥的综合利用。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术部分所述的不足，解决固体废弃物赤泥综合利用的技术问题，降低赤泥的高碱性，本发明提供一种无害化处理赤泥的方法，高效、合理地对赤泥进行无害化处理，为赤泥的资源化利用提供新思路。
本发明具体通过以下技术方案予以实现。
一种无害化处理赤泥的方法，依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于15wt％，然后对赤泥进行分散；
S2、对还原剂进行破碎处理，控制块体粒径小于1mm；所述还原剂为碳粉、煤粉、煤矸石、煤气化残渣、沥青或者城市污泥中的一种或多种；
S3、按照质量比(1～5):1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经800～1100℃还原烧结0.5～3h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥。
进一步地，在所述步骤S1中，赤泥为氧化铝厂堆存的物料。
进一步地，在所述步骤S1中，赤泥的组成及其配比为：SiO2：15～20份，CaO：5～30份，Al2O3：7～25份，Fe2O3：5～50份，Na2O：2～9份，TiO2：3～10份，烧损：8～15份。
进一步地，在所述步骤S2中，还原剂中C的含量为10～95wt％。
进一步地，在所述步骤S3中，制得的产物中主物相为FeAl2O4、NaAlSiO4、Fe、FeC或者C中的一种或多种。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
1、本发明所使用的主要原料为赤泥和还原剂，在惰性气氛下高温焙烧处理过程中，还原剂可以将赤泥内的Fe3+还原为Fe或者FeC，起到还原提铁的作用；
2、在高温条件下，赤泥中存在的大量碱能够有效活化还原剂内剩余的C成分，从而有效消耗了赤泥中的OH–；
3、本发明可以推广实际使用，一般情况下氧化铝厂拥有回转窑，可将赤泥在赤泥库经自然晾干后与还原剂经过配料后直接通入回转窑进行高温还原反应，通过合理调控回转窑内的气氛制度、温度制度和压力制度从而保证碳热反应的顺利进行。
附图说明
图1为实施例一中所得产物的X射线衍射谱图；
图2为实施例四中所得产物的Raman谱图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
实施例一
一种无害化处理赤泥的方法，依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于10wt％，然后对赤泥进行分散；赤泥的组成及其配比为：SiO2：15份，CaO：5份，Al2O3：25份，Fe2O3：30份，Na2O：5份，TiO2：10份，烧损：10份；
S2、对还原剂进行破碎处理，所述还原剂为煤粉，还原剂中C的含量为90wt％，控制块体粒径小于1mm；
S3、按照质量比2:1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂(煤粉)，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经900℃还原烧结2h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥，由图1可知，制得的产物中主物相为NaAlSiO4、Fe、FeC以及C。
实施例二
一种无害化处理赤泥的方法，依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于8wt％，然后对赤泥进行分散；赤泥的组成及其配比为：SiO2：20份，CaO：10份，Al2O3：10份，Fe2O3：40份，Na2O：5份，TiO2：5份，烧损：10份；
S2、对还原剂进行破碎处理，所述还原剂为碳粉，还原剂中C的含量为95wt％，控制块体粒径小于1mm；
S3、按照质量比3:1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂(碳粉)，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经900℃还原烧结3h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥，制得的产物中主物相为NaAlSiO4、Fe以及C。
实施例三
一种无害化处理赤泥的方法，依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于10wt％，然后对赤泥进行分散；赤泥的组成及其配比为：SiO2：15份，CaO：5份，Al2O3：25份，Fe2O3：30份，Na2O：5份，TiO2：10份，烧损：10份；
S2、对还原剂进行破碎处理，所述还原剂为煤矸石，还原剂中C的含量为25wt％，控制块体粒径小于1mm；
S3、按照质量比1:1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂(煤矸石)，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经1000℃还原烧结1h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥，制得的产物中主物相为FeAl2O4、NaAlSiO4、Fe以及C。
实施例四
一种无害化处理赤泥的方法，依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于8wt％，然后对赤泥进行分散；赤泥的组成及其配比为：SiO2：15份，CaO：10份，Al2O3：15份，Fe2O3：40份，Na2O：5份，TiO2：5份，烧损：10份；
S2、对还原剂进行破碎处理，所述还原剂为煤气化残渣，还原剂中C的含量为85wt％，控制块体粒径小于1mm；
S3、按照质量比2.5:1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂(煤气化残渣)，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经800℃还原烧结3h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥，制得的产物中主物相为NaAlSiO4、Fe以及C。
由图2可知，本实施例四制得产物的Raman图谱上同时存在有D峰和G峰，证明煤气化残渣中C的量足够。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种无害化处理赤泥的方法，其特征在于依次包括以下步骤：
S1、将赤泥进行烘干处理，直至赤泥的含水量低于15wt％，然后对赤泥进行分散；
S2、对还原剂进行破碎处理，控制块体粒径小于1mm；所述还原剂为碳粉、煤粉、煤矸石、煤气化残渣、沥青或者城市污泥中的一种或多种；
S3、按照质量比(1～5):1称取步骤S1制得的赤泥与步骤S2制得的还原剂，将物料混合均匀后置于管式炉内，在惰性气氛下经800～1100℃还原烧结0.5～3h，最后随炉冷却至室温，产物为无害化赤泥。
2.根据权利要求1所述的一种无害化处理赤泥的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，赤泥为氧化铝厂堆存的物料。
3.根据权利要求1或2所述的一种无害化处理赤泥的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，赤泥的组成及其配比为：SiO2：15～20份，CaO：5～30份，Al2O3：7～25份，Fe2O3：5～50份，Na2O：2～9份，TiO2：3～10份，烧损：8～15份。
4.根据权利要求1所述的一种无害化处理赤泥的方法，其特征在于：在所述步骤S2中，还原剂中C的含量为10～95wt％。
5.根据权利要求1所述的一种无害化处理赤泥的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，制得的产物中主物相为FeAl2O4、NaAlSiO4、Fe、FeC或者C中的一种或多种。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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