CN102303941B - 一种氧化铝厂赤泥的深度脱碱方法 - Google Patents

一种氧化铝厂赤泥的深度脱碱方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了氧化铝厂固体废弃物即赤泥的深度脱碱方法。在250℃左右温度下，采用蒸发到一定浓度的种分液添加氧化钙深度处理赤泥，通过改变赤泥的物相，实现赤泥中氧化钠的高效回收利用。反应后过滤分离所得滤液返回至铝土矿溶出工段。该方法便于与现有拜耳法流程衔接，处理后终渣中氧化钠的质量分数可降至1％左右，过程中没有低浓度碱液产生，不仅大大消除了赤泥的环境风险，还可以将赤泥大规模地用于建材原料，且能耗低，真正实现了废物资源化和环境友好化。

Description

一种氧化铝厂赤泥的深度脱碱方法
技术领域
本发明涉及一种固体废弃物的处理技术，特别是涉及一种氧化铝厂固体废弃物深度脱碱的处理方法。
背景技术
目前我国对氧化铝厂固体废弃物即赤泥主要采取堆存的处理方式，这种方式不仅占用土地，且处理费用巨大，一旦发生渗漏，会污染土地及周边的地下水源，带来一系列的环境和社会问题。而制约该固废大规模应用的主要原因是其中含有约10％质量分数的氧化钠。虽然目前有很多关于该固废脱碱的相关专利，但这些专利或流程复杂，如申请号200810115235.X、200710304312.1、200810114803.4等公开的专利；或脱碱后废液浓度低，碱回收代价高，如申请号200810114803.4、200410049747.2、200410049747.2等公开的专利；或脱碱过程引入酸介质，导致钠离子无法返回碱法***，如申请号96100220.4、200810231008.3等公开的专利，至今尚未有一条流程短、脱碱效率高、无或少量低浓度碱液的技术来解决赤泥深度脱碱问题。而只有预先脱除掉该固废中的碱，才能消除环境风险，才可以将该固废大规模地应用于建材行业，才能真正实现废物资源化和环境友好化。所以，对于氧化铝厂固体废弃物，亟需一种易于工业化，便于与现有流程衔接的深度脱碱技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化铝厂赤泥的深度脱碱方法，并回收该固废中的碱，为后期该固废在建材等领域的大规模应用提供一种有效方法。该工艺短流程，易与现有拜耳法工艺耦合，工艺能耗低，碱脱除率高、无低浓度碱液生成等优点。
本发明解决问题采取的技术方案为：
(1)配料：将氧化铝厂赤泥与蒸发到一定浓度的种分母液混合，与石灰乳或生石灰在配料槽混合成浆料；
(2)浆料脱碱反应：将步骤(1)得到浆料加热升温，在200-300℃的温度下反应，反应时间0.5-3h；
(3)浆料冷却：将步骤(2)反应后得到的浆料输送至闪蒸罐或采用其它冷却方式冷却至110℃左右；
(4)浆料过滤：将步骤(3)的浆料过滤，得到滤液和溶出后渣；
(5)溶出后渣的洗涤及过滤：将步骤(4)的溶出后渣充分洗涤，得到洗水和终渣；终渣可用于建材等领域；
(6)铝土矿溶出液的调配：用步骤(5)所得洗水部分或全部与步骤(4)的滤液混合，将铝酸钠溶液浓度调配到铝土矿溶出的合适浓度后，返回至铝土矿溶出工序。
步骤(1)配制料浆采用的铝酸钠溶液为蒸浓到200-300g/L的种分母液，其苛性比为3左右。加入石灰乳或生石灰后，配制浆料中钙硅比(氧化钙和二氧化硅的质量分数比)为2-4。浆料中液固比L/S(液体体积与固体质量的比值)为3-10。
本发明提供的工艺具有如下明显的优越性：
(1)工艺流程短：采用种分母液处理赤泥，原料易得，处理后滤液直接返回到铝土矿溶出，因此工艺流程短，便于操作；
(2)易与现有拜耳法工艺耦合：赤泥脱碱所需溶液为蒸发到一定浓度的种分母液，脱碱过程对母液性质无不良影响，脱碱后滤液经过调配可直接返回至铝土矿溶出工序，易与现有的拜耳法工艺耦合；
(3)工艺能耗低：由于工艺流程短且没有稀碱液蒸发等高耗能工序，因此过程能耗消耗小；
(4)脱碱效率高：深度脱碱处理后终渣的氧化钠百分含量在1％左右，脱碱效率可达95％以上。
附图说明
图1为氧化铝厂赤泥的深度脱碱处理工艺的流程图。
具体实施方式
实施例1
以河南某氧化铝厂赤泥为例，该厂赤泥化学成分的质量百分含量(％)如下：
Figure BDA0000090995420000021
将赤泥与碱浓度200g/L的蒸发种分母液混合，按浆料总钙硅比为3加入生石灰，升温至300℃，反应1.5小时，液固比6。浆料自然冷却至110℃，然后过滤分离、洗涤。滤渣干燥后分析，其氧化钠质量百分含量为0.31％。
实施例2
将实施例1的氧化铝厂赤泥与碱浓度300g/L的蒸发种分母液混合，按浆料Ca/Si为3加入生石灰，升温至200℃，反应1.5小时，液固比为10。反应后浆料自然冷却至110℃、过滤、洗涤，滤饼干燥。经分析，终渣的氧化钠百分含量为1.51％。
实施例3
将实施例1的氧化铝厂赤泥与碱浓度260g/L的种分母液混合，按浆料Ca/Si为2加入生石灰，升温至300℃，反应0.5小时，液固比为3。反应后浆料泵入至闪蒸罐，闪蒸至115℃，然后泵入过滤机过滤。所得渣相充分洗涤过滤。滤渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为0.89％。
实施例4
将实施例1的氧化铝厂赤泥与碱浓度200g/L的种分母液混合，按浆料Ca/Si为4加入生石灰，升温至240℃，反应1.5小时，液固比为5。反应后浆料泵入至闪蒸罐，闪蒸至115℃，然后泵入过滤机过滤。所得渣相输送至洗涤沉降槽，进行三级逆流洗涤，然后经板框压滤机压滤。终渣的氧化钠百分含量为0.84％。逆流洗涤的洗水与过滤步骤得到的滤液混合，并输送至铝土矿溶出工序。
实施例5
以山东某氧化铝厂赤泥为例，该赤泥化学成分的百分含量(％)如下：
Figure BDA0000090995420000031
将赤泥与碱浓度260g/L的种分母液混合，按浆料Ca/Si为3加入生石灰，升温至280℃，溶出1.5小时，液固比为5。溶出后浆料泵入至闪蒸罐，经闪蒸冷却、过滤。所得渣相输送至洗涤沉降槽，进行三级逆流洗涤，然后经板框压滤机压滤。终渣的氧化钠百分含量为0.23％。

Claims (1)

1.氧化铝厂拜耳法赤泥的深度脱碱方法，包括以下步骤：
(1)配料：将氧化铝厂的赤泥与拜耳法***中蒸发到一定浓度的种分母液混合，并与石灰乳或生石灰在配料槽混合成浆料，氧化钙与赤泥中二氧化硅质量比为2‐4；所述种分母液为蒸浓到200‐300g/L的种分母液，其苛性比为3左右；浆料的液固比（液体体积与固体质量的比值）为5‐10；
(2)浆料脱碱反应：将步骤(1)得到浆料加热到200‐300℃，并在此温度下维持0.5‐3h；
(3)浆料冷却：将步骤(2)反应后得到的浆料输送至闪蒸罐或采用其它方式冷却；冷却后，料浆压力降至常压；
(4)浆料过滤：将步骤(3)的闪蒸或冷却后浆料液固分离，得到滤液和溶出后渣；
(5)溶出后渣的洗涤及过滤：步骤(4)的溶出后渣经充分洗涤后液固分离，终渣作为建筑材料的原料；
(6)铝土矿溶出液的调配：用步骤(5)所得洗水部分或全部与步骤(4)的滤液混合，将铝酸钠溶液浓度调配到铝土矿溶出的合适浓度后，返回至铝土矿溶出工序。
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