CN1141264A - 烧结法赤泥脱碱及其表面改性处理工艺 - Google Patents

Abstract

包括赤泥脱碱和赤泥表面改性处理两个工序，以活性氧化钙作脱碱剂，以木质素亚硫酸磺酸钙为表面改性剂，脱碱剂的添加量为干赤泥重量的10-25％，改性剂的加入量为干赤泥重量的0.2-2.5％。本发明的工艺，可脱赤泥碱含量降至0.4-1.2％，脱碱效率为60-70％，改性处理的赤泥，泥浆流动度大于φ110mm，便于工业管道输送作业。

Description

烧结法赤泥脱碱及其表面 改性处理工艺

本发明涉及氧化铝生产废渣的处理工艺。

众所周知，全世界大部分氧化铝是由拜尔法处理高品位铝土矿而生产的，其工业废渣—赤泥主要成分是方钠石型或钙霞石型含水铝硅酸钠(Na₂O.Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O)及一些多元化合物，其碱含量(折合成Na₂O计)大约在20％左右。这种赤泥有的排放到海中扔掉了，有的是堆集存放，由于含水铝硅酸钠中含有Na₂O和Al₂O₃，人们也试图回收这部分有用成分，故研究并提出了许多种拜尔法赤泥脱碱的技术方案，其中有代表性的如匈牙利的综合苛化法(匈牙利专利No593/82)，该技术是在赤泥洗涤沉降槽系统设置赤泥综合苛化工序，即将某级洗涤沉降槽排出的底流赤泥引入综合苛化槽。首先是在槽内加入石灰乳，添加量为赤泥中每含1公斤NaOH加入2-4KgCaO，蒸汽加热，赤泥中的含水铝硅酸钠和Ca(OH)₂反应生成水化石榴石(3CaO.Al₂O₃.xSiO₂(6-2x)H₂O)和NaOH，显然赤泥中的Na₂O被CaO置换出来，达到脱碱目的，将上述苛化后的泥渣再送入下一槽，加Na₂CO₃，溶出水化石榴石以回收Al₂O₃。上述这种方法工业实施费用高，能耗高，流程复杂，也未能将脱碱后赤泥合理地利用起来。另一方面，对于低品位铝土矿，需采用碱—石灰烧结法工艺生产氧化铝，其赤泥的主要成份是β型硅酸二钙，含水氧化铁等，同时含有少量的Na₂O-Al₂O₃-SiO₂系及其它含碱化合物，这种赤泥的含碱量(折合成Na₂O)一般在2.5-3.5％(重量百分比)。在我国已经开发出配入一部分这种烧结法赤泥作原料，湿法生产硅酸盐水泥的工艺，作到了废渣的再利用，但是由于这种赤泥含碱量高，其在水泥原料中配入量受限，这是因为原料中Na₂O过高会严重影响水泥的质量。为此，便提出了一个课题，即烧结法赤泥再脱碱，使其碱含量降至1％以下，碱加以回收，这种脱碱后赤泥作为水泥原料的配入量可大幅度增加，具有很好的经济效益和环境效益。但迄今为止，还未能研究出经济、有效的烧结法赤泥脱碱工艺。此外，为便于脱碱后赤泥的管道输送，还需改善其浆体流变和胶结硬化的物理力学特性，从而又提出了脱碱后赤泥表面处理，以改善其上述物理力学性质的课题，而这一课题也未见得到完满的解决。

本发明的目的是，提供一种烧结法赤泥脱碱及其表面处理工艺，使赤泥的碱含量降至1％(重量百分比)以下，表面处理后的脱碱赤泥，其浆体流变及胶结硬化性质改善，从而更加适于大量配入到水泥原料中，以生产硅酸盐水泥。

本发明的烧结法赤泥脱碱及其表面脱碱改性处理工艺，包括赤泥脱碱和其后的脱碱后赤泥颗粒表面改性处理两个工序，在赤泥脱碱工序以活性氧化钙作为脱碱剂，在上述赤泥表面改性处理工序，以木质素亚硫酸磺酸钙为改性剂，主要的技术特点是，在上述脱碱工序，赤泥附液的碱浓度(以苛性Na₂O和碳酸Na₂O之和计)要小于2克/升，待脱碱的赤泥加水混合，L/S(混合体中液体和固体成份的重量比)控制在2.5-4.5，通蒸汽加热至90-95℃，加入按活性氧化钙计的CaO量为参与反应的于赤泥重量的10-25％，保持搅拌，脱碱时间为1-4小时，在上述赤泥改性处理工序，是将脱碱后的赤泥浆液过滤分离，赤泥滤饼与25-30℃的工业水混合，混合浆液的水份控制在56-67％(重量百分比)，保持强烈搅拌，使浆液温度降至60℃以下，加入木质素亚硫酸磺酸钙，其加入量为干赤泥重量的0.2-2.5％，上述混合浆液搅拌反应10-15分钟。

在上述的赤泥脱碱工序中，赤泥加水混合的L/S最好为2.8-3.5，以活性氧化钙计的CaO加入量为参与反应的干赤泥量的12-15％，反应时间最好为1.5-3.0小时，在赤泥表面改性工序，木质素亚硫酸磺酸钙的加入量为干赤泥重量的0.5-1.0％。

本发明的烧结法赤泥脱碱及其表面改性处理工艺，赤泥经脱碱工序脱碱，其碱含量(折合成Na₂O)降至0.4-1.2％，脱碱效率为60-75％，脱碱后赤泥经表面改性处理后，泥浆流动度大于Φ110mm(МИХТИ法)，便于管道输送去配料。

附图为本发明的具体实施例，现结合附图将本发明的流程详述如下：

附图1为本发明的工艺流程图。

图中，从赤泥洗涤沉降槽(1)排出的弃赤泥浆液，经自动分析仪(5)检测，符合L/S为2.8-3.5，温度为65-75℃，Na₂O苛性+Na₂O碳酸为1.5-2.0克/升，Al₂O₃为1.0-1.5克/升，赤泥含Al₂O₃为4-8％等主要技术指标，直接输送进入脱碱反应槽(7)，测槽平均泥浆比重、液固比、体积(m³)。添加的石灰(2)系轻烧石灰，CaO含量≥92％，有效活性CaO≥85％，加水在化灰机(3)中消化成石灰乳，游离CaO含量180-200克/升入石灰乳贮槽(4)，根据赤泥量往反应槽(7)经流量计(6)计量加入游离CaO12-15％，往槽(7)中直接通入2.5-3.5公斤/厘米²蒸汽(14)，将赤泥浆液温度提高到90-95℃，恒温搅拌反应1.5小时，送真空转鼓过滤机(8)进行液固分离，滤液回收碱和水。赤泥滤饼加水调整泥浆水份至56-62％，入机械搅拌混合槽(9)(转速32转/分)，使之成为均质泥浆，转入表面处理槽(10)(转速32-40转/分)，泥浆温度小于60℃，加入木质素亚硫酸磺酸钙，加入量为赤泥重量的0.2-1.0％。木质素亚硫酸磺酸钙预先加水在溶解槽(11)溶解，含量控制在75-110克/升，转入添加剂贮槽(12)，经流量计(6)加入脱碱赤泥改性处理槽(10)，搅拌15-30分钟，取样用МИХТИ法测泥浆流动度直径大于Φ110mm，液塑限仪测泥浆液限含水量不大于60％，输送至赤泥贮库(13)，做为水泥生产原料组分制造高标号硅酸盐水泥。

Claims (2)

1.烧结法赤泥脱碱及其表面改性处理工艺，包括赤泥脱碱和脱碱后赤泥表面改性处理两个工序，在赤泥脱碱工序，以活性氧化钙为脱碱剂，在上述赤泥表面改性处理工序，以木质素亚硫酸磺酸钙为改性剂，其特征在于，在上述脱碱工序，赤泥附液浓度(以苛性Na₂O和碳酸Na₂O之和计)小于2克/升，赤泥加水混合，L/S(混合体内液体和固体的重量比)控制在2.5-4.5，通蒸气加热至90-95℃，加入按活性氧化钙计的CaO量为参与反应的干赤泥重量的10-25％，保持搅拌，脱碱时间为1-4小时，在上述赤泥表面改性处理工序，是将脱碱后赤泥浆液过滤分离，赤泥滤饼与25-30℃的工业用水混合，混合浆液的水分控制在56-67％(重量％)，保持强烈搅拌，使浆液温度降至60℃以下，添加木质素亚硫酸磺酸钙，其加入量为干赤泥重量的0.2-2.5％，上述混合浆液搅拌反应10-15分钟。

2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，在赤泥脱碱工序，赤泥加水混合的L/S为2.8-3.5，以活性氧化钙计的CaO加入量为参与反应的干赤泥重量的12-15％，反应时间为1.5-3.0小时，在赤泥表面改性工序，木质素硫酸碳酸钙的加入量为干赤泥重的0.5-1.0％。

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