專利名稱：一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，涉及采用燒結(jié)法、拜耳法和混聯(lián)法生產(chǎn)氧化 鋁過程中赤泥的處理。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘礦渣，因其富含氧化鐵(20~50%)呈紅褐 色而稱之為赤泥。赤泥呈強堿性，每噸赤泥附帶3~5M3堿液并夾帶些痕量的放 射性元素等。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)l噸Al2O3會產(chǎn)生0.6 1.2噸的礦渣。 目前，大量赤泥廢棄物主要采取濕法露天堆存環(huán)境中，不僅占用大量土地資源， 耗用了場地維護費，而且強堿、高鹽度的赤泥堆積滲漏，造成土壤、水體和地下 水嚴重污染。含有附著堿的赤泥不但造成了氧化鋁生產(chǎn)純堿單耗增加20 35公 斤/噸八1203，而且由于自身堿含量過高，制約了其在硅酸鹽水泥、建材基料等行 業(yè)的綜合利用。當前，國內(nèi)外對赤泥中的低濃度堿溶液的處理方法，報道較多的 是采用堿石灰法來進行脫堿。該法雖然有較高的脫堿率(80% 90%)，但是存 在下列工藝缺點工藝溫度高， 一般在80 90'C;產(chǎn)生不溶性鈣鹽固體廢棄物。 因此，選擇操作簡單、脫堿率高、不產(chǎn)生三廢污染的新方法，經(jīng)濟有效地實現(xiàn)赤 泥脫堿是赤泥資源化綜合利用中亟待解決的問題。
本發(fā)明的目的在于，提出一種新的常壓下赤泥的脫堿方法。這種方法有效地 降低了赤泥中堿的含量，并且不產(chǎn)生其它固體廢物；既達到了降低氧化鋁生產(chǎn)中 的堿耗的目的，又避免了廢液滲透造成的環(huán)境污染。
本發(fā)明是一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，其特征在于脫堿過程為將燒結(jié)法 工藝過程中產(chǎn)生的赤泥進行焙燒、粉碎，將赤泥顆粒與水混合放入帶有攪拌的氣
3一液一固三相反應(yīng)器中，向赤泥漿液通入C02氣體進行脫堿反應(yīng)。赤泥顆粒的
粒徑為150 200um,攪拌速度為100 300rpm，赤泥漿液的液固比(ml/g)為5 12， <302氣體的通入量為0.5 1L/min，反應(yīng)溫度為4(TC 80'C，反應(yīng)時間為l 3h。采用本發(fā)明的懸浮碳化脫堿方法，赤泥中堿的去除率可達85%以上，赤泥 中Na20的含量降到1%以下。脫堿后的赤泥可直接作為生產(chǎn)水泥的原料。
采用本發(fā)明的燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，不但可以使燒結(jié)法赤泥中堿含量降 低到1%以下，而且可使拜耳法和混聯(lián)法赤泥中堿的含量降到1%以下，脫堿后 的赤泥完全滿足作為水泥原料的條件。該法不僅避免了環(huán)境污染，產(chǎn)生了良好的 社會效益，還提高了氧化鋁生產(chǎn)過程中原料的使用率，具有很好的經(jīng)濟效益。


附圖為本發(fā)明的一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法工藝流程圖 具體實施方法
一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，將燒結(jié)法工藝過程中產(chǎn)生的赤泥進行焙燒、 粉碎，將赤泥顆粒與水混合放入帶有攪拌的氣一液一固三相反應(yīng)器中，向赤泥漿 液通入C02氣體進行脫堿反應(yīng)。赤泥顆粒的粒徑為150 200um，攪拌速度為 100 300rpm，赤泥漿液的液固比(ml/g)為5 12， (302氣體的通入量為0.5 1L/min，反應(yīng)溫度為4(TC 8(TC，反應(yīng)時間為1 3h。脫堿后，赤泥中Na20的 含量降到1%以下，可直接作為生產(chǎn)水泥的原料。
下面結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步說明。
燒結(jié)法赤泥
實例1
燒結(jié)法赤泥堿含量4.95%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為160um，以液固比為10的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為60'C， C02 的通入量為0.8L/min,攪拌L5h,攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.96%。 實例2
燒結(jié)法赤泥堿含量5.05%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為180um，以液固比 為10的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為7(TC， C02 的通入量為0.5L/min，攪拌2.5h，攪拌速率為180rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.89%。
實例3
燒結(jié)法赤泥堿含量4.93%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為175um，以液固比 為7的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為60°C， C02 的通入量為0.8L/min，攪拌1.5h,攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.92%。
拜耳法赤泥
實例4
拜耳法赤泥堿含量3.55%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為180um，以液固比 為10的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為60'C， C02 的通入量為0.8L/min，攪拌2h，攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.90%。
實例5
拜耳法赤泥堿含量3.47%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為200um，以液固比 為7的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為50°C， co2的通入量為0.8L/min，攪拌2.5h，攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.93%。 實例3
拜耳法赤泥堿含量3.5%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為160um，以液固比 為5的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為70°C， C02 的通入量為0.5L/min，攪拌1.5h,攪拌速率為180rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.96%。
混聯(lián)法赤泥
實例1
混聯(lián)法赤泥堿含量2.37%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為200um，以液固比 為7的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為50°C， C02 的通入量為1L/min，攪拌1.5h，攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.85%。
實例8
混聯(lián)法赤泥堿含量2.55%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為180um，以液固比 為10的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為6(TC， C02 的通入量為0.8L/min，攪拌1.5h，攪拌速率為200rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、 干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.92%。
實例9
混聯(lián)法赤泥堿含量2.47%。將其焙燒后粉碎至顆粒粒徑為160um，以液固比 為5的配成赤泥漿液，在脫堿反應(yīng)器中進行脫堿反應(yīng)。反應(yīng)溫度為50°C， C02 的通入量為0.8L/min,攪拌2.5h，攪拌速率為180rpm。赤泥漿液經(jīng)過濾、洗滌、
6干燥后，分析燒結(jié)法赤泥中堿的含量為0.88%。
權(quán)利要求
1、一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，其特征在于脫堿過程為將燒結(jié)法工藝過程中產(chǎn)生的赤泥進行焙燒、粉碎，將赤泥顆粒與水混合放入帶有攪拌的氣—液—固三相反應(yīng)器中，向赤泥漿液通入CO2氣體進行脫堿反應(yīng)。赤泥顆粒的粒徑為150～200um，攪拌速度為100～300rpm，反應(yīng)料液的液固比為5～12，CO2氣體的通入量為0.5～1L/min，反應(yīng)溫度為40℃～80℃，反應(yīng)時間為1～3h。
2、 按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，在赤泥脫堿過程中，赤泥顆粒的 粒徑在160 180um之間，攪拌速度為150 200rpm，赤泥漿液的液固比(ml/g) 為5 10，向反應(yīng)容器中通入C02的流速為08 1L/min，反應(yīng)溫度為50 70°C ， 反應(yīng)時間為控制在1.5 2.5h。
3、 按照權(quán)利要求2所述工藝，其特征是在赤泥的脫堿過程中，采用C02進行脫 堿。
全文摘要
本發(fā)明是一種燒結(jié)法赤泥常壓脫堿方法，涉及采用燒結(jié)法、混聯(lián)法和拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中赤泥的處理方法。其脫堿過程為將燒結(jié)法工藝過程中產(chǎn)生的赤泥進行焙燒、粉碎，將赤泥顆粒與水混合放入帶有攪拌的氣—液—固三相反應(yīng)器中，向赤泥漿液通入CO₂氣體進行脫堿反應(yīng)。赤泥顆粒的粒徑為150～200um，攪拌速度為100～300rpm，赤泥漿液的液固比(ml/g)為5～12，CO₂氣體的通入量為0.5～1L/min，反應(yīng)溫度為40℃～80℃，反應(yīng)時間為1～3h。采用本發(fā)明的懸浮碳化脫堿方法，赤泥中堿的去除率可達85％以上，赤泥中Na₂O的含量降到1％以下。脫堿后的赤泥可直接作為生產(chǎn)水泥的原料。
文檔編號C02F11/00GK101468866SQ20071030431
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者欒兆坤, 琪 王, 賈智萍 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心