專利名稱：氧化鋁廠赤泥的二氧化碳懸浮脫堿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋁廠的生產(chǎn)廢料赤泥的脫堿再利用方法，屬于化工及環(huán)保技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋁工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥量日益增加，目前全世界每年產(chǎn)生約 5000萬噸赤泥，我國的赤泥排放量每年大約也有1500萬噸以上。每生產(chǎn)1噸Al2O3就會產(chǎn) 生0. 6 1. 2噸的赤泥礦渣。這么大量的赤泥都濕法或干法堆存，不但污染水源，占用大量 土地，而且赤泥中許多可利用成分不能得到合理利用，造成了資源二次浪費(fèi)。對赤泥進(jìn)行綜 合利用研究迫在眉睫。為了有效地利用赤泥，實(shí)現(xiàn)廢棄資源再利用，國內(nèi)外已進(jìn)行了大量研究，如從赤泥 中提取有價金屬鈦、鐵等，或?qū)⑵溆糜诠杷猁}水泥、建材基料等等。但是，由于赤泥堿含量過 高，制約其資源化綜合利用。因此，經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)赤泥脫堿是赤泥資源化綜合利用中亟待 解決的問題。CO2是一種無色、無味的氣體，是地球上最豐富的碳資源之一。20世紀(jì)以來，隨著人 類工業(yè)生產(chǎn)活動的高速發(fā)展，CO2排放量越來越大，預(yù)計到2100年，大氣中二氧化碳含量將 達(dá)到5.5X10—4。由于它在大氣中含量高、壽命長，所以對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)最大，其濃度增加 對溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)值更是達(dá)到55%。大量CO2氣體排放導(dǎo)致的全球“溫室效應(yīng)”及造成的一 系列嚴(yán)重環(huán)境問題，引起了世界各國高度重視，并已將其作為溫室氣體削減與控制的重點(diǎn)。 如能將CO2轉(zhuǎn)化成再生資源加以利用、使之變廢為寶，不僅對當(dāng)前世界性CO2減排做出貢獻(xiàn)， 而且也將創(chuàng)造顯著的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種氧化鋁廠赤泥的CO2懸浮脫堿的方法，具 有操作簡便、脫堿率高、所得堿純度高，無廢棄物排放等優(yōu)點(diǎn)。解決本發(fā)明的技術(shù)問題所采用的方案是(1)首先將赤泥在馬弗爐中焙燒，將其中的結(jié)晶水除去，再將其粉碎并研磨成粉末 狀；(2)將預(yù)處理過的赤泥粉末置于脫堿反應(yīng)器中，加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀；(3)在泥漿狀的赤泥中通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將澄清液與固渣進(jìn)行離心分離，得到脫堿后的赤泥。本發(fā)明的具體工藝技術(shù)參數(shù)是①赤泥在馬弗爐中于400 700 0C下焙燒3 6小時，然后將其粉碎并研磨成50 150目的粉末；②赤泥粉末在脫堿反應(yīng)器中按5 1 10 1液固質(zhì)量比攪拌混合成泥漿； ③脫堿反應(yīng)時按3m/s 5m/s的氣體速率通入CO2,反應(yīng)溫度40°C 80°C，反應(yīng)時間1小 時 5小時。
本發(fā)明所述的脫堿后的赤泥可用作生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料。赤泥本身附帶一定量結(jié)晶水，經(jīng)400 700°C焙燒后，結(jié)晶水被完全去除。在水 熱反應(yīng)條件下，赤泥的附著堿溶解于反應(yīng)溶液中，當(dāng)CO2進(jìn)入反應(yīng)體系中，與溶液中的堿發(fā) 生反應(yīng)后，這種平衡被破壞，造成了液固界面與溶液中堿量的濃度差，迫使赤泥的附著堿 不斷進(jìn)入反應(yīng)體系中進(jìn)行脫堿反應(yīng)，最終完成脫堿過程。赤泥的懸浮碳化法脫堿工藝屬 于氣、液、固三相反應(yīng)，在整個脫堿過程中，CO2氣體主要與溶液中的堿性化合物，如鋁酸鈉 (Na2O · Al2O3)、碳酸鈉(Na2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)等發(fā)生中和反應(yīng)，以達(dá)到脫堿的目的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)在于(1)是新型CO2懸浮化法赤泥脫堿綠色環(huán)保工藝，工藝將 造成溫室效應(yīng)的CO2用于赤泥廢棄物脫堿，不僅達(dá)到“廢氣減排化”和“廢物減量化”，而且 實(shí)現(xiàn)雙廢物(CO2和赤泥)的可持續(xù)綜合再利用。(2)與傳統(tǒng)生石灰脫堿工藝相比]，本發(fā) 明的CO2懸浮工藝具有操作簡便、脫堿率高、所得堿純度高，無廢棄物排放等優(yōu)點(diǎn)。(3)整個 工藝可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，反應(yīng)過程不產(chǎn)生“三廢”污染，屬于綠色環(huán)保型清潔生產(chǎn)工藝。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1以燒結(jié)法產(chǎn)生赤泥為原料，赤泥的化學(xué)組成及物相組成見表1。表1赤泥的化學(xué)組成及物相組成(％ ) 首先將法赤泥在馬弗爐中于600 V下焙燒5小時，然后將其粉碎并研磨過80目篩。 將預(yù)處理赤泥置于脫堿反應(yīng)器中，按液固比10 1定量加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀，并 在60°c溫度下，按4m/s的氣體速率通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)1. 5小時，將澄清液 與固渣進(jìn)行離心分離。脫堿后，赤泥脫堿率可達(dá)85%，赤泥中的堿含量(以Na2O計)降低 至0.3%以下，完全符合作為生產(chǎn)硅酸鹽水泥基料的要求。實(shí)施例2以聯(lián)合法產(chǎn)生赤泥為原料，赤泥的化學(xué)組成及物相組成見表1。表2赤泥的化學(xué)組成及物相組成(％ ) 首先將法赤泥在馬弗爐中于400°C下焙燒5小時，然后將其粉碎并研磨過150目 篩。將預(yù)處理赤泥置于脫堿反應(yīng)器中，按液固比5 1定量加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀， 并在40°C溫度下，按3m/s的氣體速率通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)1小時，將澄清液 與固渣進(jìn)行離心分離。脫堿后，赤泥脫堿率可達(dá)75%，赤泥中的堿含量(以Na2O計)降低 至0. 75%以下，完全符合作為生產(chǎn)硅酸鹽水泥基料的要求。實(shí)施例3以拜耳法產(chǎn)生的赤泥為原料，赤泥的化學(xué)組成及物相組成見表1。
表3赤泥的化學(xué)組成及物相組成(％ ) 首先將法赤泥在馬弗爐中于700 V下焙燒3小時，然后將其粉碎并研磨過70目篩。 將預(yù)處理赤泥置于脫堿反應(yīng)器中，按液固比5 1定量加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀，并 在40°C溫度下，按3. 5m/s的氣體速率通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)2小時，將澄清液 與固渣進(jìn)行離心分離。脫堿后，赤泥脫堿率可達(dá)93%，赤泥中的堿含量(以Na2O計)降低 至0. 4%以下，完全符合作為生產(chǎn)硅酸鹽水泥基料的要求。
權(quán)利要求
一種氧化鋁廠赤泥的CO2懸浮脫堿的方法，其特征在于(1)首先將赤泥在馬弗爐中焙燒，將其中的結(jié)晶水除去，再將其粉碎并研磨成粉末狀；(2)將預(yù)處理過的赤泥粉末置于脫堿反應(yīng)器中，加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀；(3)在泥漿狀的赤泥中通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將澄清液與固渣進(jìn)行離心分離，得到脫堿后的赤泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁廠赤泥的CO2懸浮脫堿的方法，其特征是①赤泥在馬 弗爐中于400 700°C下焙燒3 6小時，然后將其粉碎并研磨成50 150目的粉末；② 赤泥粉末在脫堿反應(yīng)器中按5 1 10 1液固質(zhì)量比攪拌混合成泥漿；③脫堿反應(yīng)時按 3m/s 5m/s的氣體速率通入CO2,反應(yīng)溫度40°C 80°C，反應(yīng)時間1小時 5小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)超細(xì)晶銅帶材的制備方法，其特征在于脫堿后的赤泥 用作生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋁廠的生產(chǎn)廢料赤泥的脫堿再利用方法，屬于化工及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的工藝步驟為(1)首先將赤泥在馬弗爐中焙燒，將其中的結(jié)晶水除去，再將其粉碎并研磨成粉末狀；(2)將預(yù)處理過的赤泥粉末置于脫堿反應(yīng)器中，加入水，充分?jǐn)嚢杌旌铣赡酀{狀；(3)在泥漿狀的赤泥中通入CO2進(jìn)行氣液固三相脫堿反應(yīng)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將澄清液與固渣進(jìn)行離心分離，得到脫堿后的赤泥。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)廢物的可持續(xù)綜合再利用；與傳統(tǒng)生石灰脫堿工藝相比，本發(fā)明的CO2懸浮工藝具有操作簡便、脫堿率高、所得堿純度高，無廢棄物排放等優(yōu)點(diǎn)；整個工藝可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，反應(yīng)過程不產(chǎn)生“三廢”污染，屬于綠色環(huán)保型清潔生產(chǎn)工藝。
文檔編號C04B7/147GK101927255SQ20091009492
公開日2010年12月29日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者寧平, 王學(xué)謙 申請人:昆明理工大學(xué)