專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧化鋁廠赤泥的深度脫堿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢棄物的處理技術(shù)，特別是涉及一種氧化鋁廠固體廢棄物深度脫堿的處理方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)對(duì)氧化鋁廠固體廢棄物即赤泥主要采取堆存的處理方式，這種方式不僅占用土地，且處理費(fèi)用巨大，一旦發(fā)生滲漏，會(huì)污染土地及周邊的地下水源，帶來(lái)一系列的環(huán)境和社會(huì)問(wèn)題。而制約該固廢大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是其中含有約10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化鈉。雖然目前有很多關(guān)于該固廢脫堿的相關(guān)專(zhuān)利，但這些專(zhuān)利或流程復(fù)雜，如申請(qǐng)?zhí)?00810115235. X,200710304312. 1,200810114803. 4等公開(kāi)的專(zhuān)利；或脫堿后廢液濃度低，堿回收代價(jià)高，如申請(qǐng)?zhí)?200810114803. 4,200410049747. 2,200410049747. 2 等公開(kāi)的專(zhuān)利；或脫堿過(guò)程引入酸介質(zhì)，導(dǎo)致鈉離子無(wú)法返回堿法系統(tǒng)，如申請(qǐng)?zhí)?6100220. 4、 200810231008. 3等公開(kāi)的專(zhuān)利，至今尚未有一條流程短、脫堿效率高、無(wú)或少量低濃度堿液的技術(shù)來(lái)解決赤泥深度脫堿問(wèn)題。而只有預(yù)先脫除掉該固廢中的堿，才能消除環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，才可以將該固廢大規(guī)模地應(yīng)用于建材行業(yè)，才能真正實(shí)現(xiàn)廢物資源化和環(huán)境友好化。所以，對(duì)于氧化鋁廠固體廢棄物，亟需一種易于工業(yè)化，便于與現(xiàn)有流程銜接的深度脫堿技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鋁廠赤泥的深度脫堿方法，并回收該固廢中的堿，為后期該固廢在建材等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用提供一種有效方法。該工藝短流程，易與現(xiàn)有拜耳法工藝耦合，工藝能耗低，堿脫除率高、無(wú)低濃度堿液生成等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決問(wèn)題采取的技術(shù)方案為(1)配料將氧化鋁廠赤泥與蒸發(fā)到一定濃度的種分母液混合，與石灰乳或生石灰在配料槽混合成漿料；(2)漿料脫堿反應(yīng)將步驟⑴得到漿料加熱升溫，在200-300°C的溫度下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間0. 5-3h ；(3)漿料冷卻將步驟O)反應(yīng)后得到的漿料輸送至閃蒸罐或采用其它冷卻方式冷卻至110°C左右；(4)漿料過(guò)濾將步驟(3)的漿料過(guò)濾，得到濾液和溶出后渣；(5)溶出后渣的洗滌及過(guò)濾將步驟⑷的溶出后渣充分洗滌，得到洗水和終渣； 終渣可用于建材等領(lǐng)域；(6)鋁土礦溶出液的調(diào)配用步驟(5)所得洗水部分或全部與步驟⑷的濾液混合，將鋁酸鈉溶液濃度調(diào)配到鋁土礦溶出的合適濃度后，返回至鋁土礦溶出工序。步驟(1)配制料漿采用的鋁酸鈉溶液為蒸濃到200-300g/L的種分母液，其苛性比為3左右。加入石灰乳或生石灰后，配制漿料中鈣硅比(氧化鈣和二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比) 為2-4。漿料中液固比L/S(液體體積與固體質(zhì)量的比值)為3-10。
本發(fā)明提供的工藝具有如下明顯的優(yōu)越性(1)工藝流程短采用種分母液處理赤泥，原料易得，處理后濾液直接返回到鋁土礦溶出，因此工藝流程短，便于操作；(2)易與現(xiàn)有拜耳法工藝耦合赤泥脫堿所需溶液為蒸發(fā)到一定濃度的種分母液，脫堿過(guò)程對(duì)母液性質(zhì)無(wú)不良影響，脫堿后濾液經(jīng)過(guò)調(diào)配可直接返回至鋁土礦溶出工序， 易與現(xiàn)有的拜耳法工藝耦合；(3)工藝能耗低由于工藝流程短且沒(méi)有稀堿液蒸發(fā)等高耗能工序，因此過(guò)程能耗消耗?。?4)脫堿效率高深度脫堿處理后終渣的氧化鈉百分含量在左右，脫堿效率可達(dá)95%以上。


圖1為氧化鋁廠赤泥的深度脫堿處理工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1以河南某氧化鋁廠赤泥為例，該廠赤泥化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量(％ )如下
Na2O AI2O3 Fe2O3 SiO2 CaO TiO2-
8. 22 23. 80 6. 46 18. 97 18. 00 5. 16將赤泥與堿濃度200g/L的蒸發(fā)種分母液混合，按漿料總鈣硅比為3加入生石灰， 升溫至300°C，反應(yīng)1.5小時(shí)，液固比6。漿料自然冷卻至110°C，然后過(guò)濾分離、洗滌。濾渣干燥后分析，其氧化鈉質(zhì)量百分含量為0. 31%。實(shí)施例2將實(shí)施例1的氧化鋁廠赤泥與堿濃度300g/L的蒸發(fā)種分母液混合，按漿料Ca/Si 為3加入生石灰，升溫至200°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，液固比為10。反應(yīng)后漿料自然冷卻至110°C、 過(guò)濾、洗滌，濾餅干燥。經(jīng)分析，終渣的氧化鈉百分含量為1.51%。實(shí)施例3將實(shí)施例1的氧化鋁廠赤泥與堿濃度^Og/L的種分母液混合，按漿料Ca/Si為2 加入生石灰，升溫至300°C，反應(yīng)0. 5小時(shí)，液固比為3。反應(yīng)后漿料泵入至閃蒸罐，閃蒸至 115°C，然后泵入過(guò)濾機(jī)過(guò)濾。所得渣相充分洗滌過(guò)濾。濾渣干燥后，分析其氧化鈉百分含量為0. 89%。實(shí)施例4將實(shí)施例1的氧化鋁廠赤泥與堿濃度200g/L的種分母液混合，按漿料Ca/Si為4 加入生石灰，升溫至240°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，液固比為5。反應(yīng)后漿料泵入至閃蒸罐，閃蒸至 115°C，然后泵入過(guò)濾機(jī)過(guò)濾。所得渣相輸送至洗滌沉降槽，進(jìn)行三級(jí)逆流洗滌，然后經(jīng)板框壓濾機(jī)壓濾。終渣的氧化鈉百分含量為0. 84%。逆流洗滌的洗水與過(guò)濾步驟得到的濾液混合，并輸送至鋁土礦溶出工序。實(shí)施例5
以山東某氧化鋁廠赤泥為例，該赤泥化學(xué)成分的百分含量(％ )如下
權(quán)利要求
1.氧化鋁廠赤泥的深度脫堿方法，包括以下步驟(1)配料將氧化鋁廠的赤泥與拜耳法系統(tǒng)中蒸發(fā)到一定濃度的種分母液混合，并與石灰乳或生石灰在配料槽混合成漿料；(2)漿料脫堿反應(yīng)將步驟⑴得到漿料加熱到200-300°C，并在此溫度下維持 0. 5-3h ；(3)漿料冷卻將步驟(2)反應(yīng)后得到的漿料輸送至閃蒸罐或采用其它方式冷卻，冷卻后，料漿壓力降至常壓；(4)漿料過(guò)濾將步驟(3)的閃蒸或冷卻后漿料液固分離，得到濾液和溶出后渣；(5)溶出后渣的洗滌及過(guò)濾步驟(4)的溶出后渣經(jīng)充分洗滌后液固分離，終渣作為建筑材料的原料；(6)鋁土礦溶出液的調(diào)配用步驟( 所得洗水部分或全部與步驟(4)的濾液混合，將鋁酸鈉溶液濃度調(diào)配到鋁土礦溶出的合適濃度后，返回至鋁土礦溶出工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，步驟(1)配制料漿采用的鋁酸鈉溶液為蒸濃到200-300g/L的種分母液，其苛性比為3左右，加入石灰乳或生石灰后，配制漿料中鈣硅比即氧化鈣和二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2. 0-4. 0，漿料的液固比即液體體積與固體質(zhì)量的比值為5-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征為步驟( 處理后所得料漿采用閃蒸方式降溫并提高料液濃度，但也不排除采用其它降溫或提高濃度方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了氧化鋁廠固體廢棄物即赤泥的深度脫堿方法。在250℃左右溫度下，采用蒸發(fā)到一定濃度的種分液添加氧化鈣深度處理赤泥，通過(guò)改變赤泥的物相，實(shí)現(xiàn)赤泥中氧化鈉的高效回收利用。反應(yīng)后過(guò)濾分離所得濾液返回至鋁土礦溶出工段。該方法便于與現(xiàn)有拜耳法流程銜接，處理后終渣中氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至1％左右，過(guò)程中沒(méi)有低濃度堿液產(chǎn)生，不僅大大消除了赤泥的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，還可以將赤泥大規(guī)模地用于建材原料，且能耗低，真正實(shí)現(xiàn)了廢物資源化和環(huán)境友好化。
文檔編號(hào)C02F11/00GK102303941SQ20111027068
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者張懿, 張然, 張盈, 鄭詩(shī)禮, 馬淑花 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所