赤泥砂化工艺及设备的制作方法
【专利摘要】本发明属于赤泥处理领域，具体涉及一种赤泥砂化工艺。包括以下步骤：赤泥经压滤机压滤，搅拌，制备得到赤泥干基；将固化剂、造粒剂和干燥剂在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂；赤泥干基与砂化剂搅拌混合，然后放置熟化24-48小时，再经翻抛设备一次翻抛后，再放置熟化24-48小时。经过本发明干燥固化处理的赤泥水分小于25%，无粘性呈松散状，便于运输。固化处理过程无任何有毒有害物质排放，处理量大，应用面广，处理费用低廉。本发明还提供一种实现该工艺的设备，结构简单合理，易于工业化生产。
【专利说明】赤泥砂化工艺及设备
【技术领域】
[0001]本发明属于赤泥处理领域，具体涉及一种赤泥砂化工艺及设备。
【背景技术】
[0002]赤泥是铝土矿制取氧化铝后剩余的固体废料，其产出量因矿石品位、生产方法、技术水平而异，每生产I吨氧化铝同时产出1.0~1.8吨赤泥。近年来我国氧化铝产业急速发展，赤泥大量堆存，占用良田，污染环境，已经成为公害。
[0003]随着建筑业的发展，对水泥的需求猛增。传统的水泥生产工艺主要以低品位铁矿粉为主要铁质添加剂原料，每吨水泥生产要消耗3%-5%的铁质添加剂原料(含全Fe40%左右)。由于铁矿石连续数年价格大幅上升，造成了水泥铁质添加剂价格攀升，带来了水泥成本的增加。一方面铁矿粉价格不断上升，水泥成本不断提高，另一方面高铁赤泥(含全Fe35%-40%)又需要耗费大量的人力物力进行堆存，造成了资源浪费，开发赤泥中的有效铁质作为水泥添加剂的开发工作显得尤为紧迫和必要。
[0004]现有技术中砂化技术存在如下技术难点:(I)高铁赤泥粘度大，水分高无法直接进入水泥生产线；(2)赤泥含水率30~35%。烘干消耗能源大，自然晾干占用大量土地，不经过固化造粒的赤泥干燥后扬尘大，生态危害严重，处理过程环保要求高；(3)湿赤泥粘度大与干燥固化剂均匀混合难度大；(4)在氧化铝产生过程中，为使赤泥有效沉降，必须添加有机絮凝剂，其作用是使赤泥粘性增大、粘结成团便于沉降。但在处理赤泥过程中，由于其粘性大，不易干燥且干燥时间 较长。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种赤泥砂化工艺，经过干燥固化处理的赤泥水分小于25%，无粘性呈松散状，便于运输，固化处理过程无任何有毒有害物质排放，处理量大，应用面广，处理费用低廉；本发明还提供一种实现该工艺的设备，结构简单合理，易于工业化生产。
[0006]本发明所述的赤泥砂化工艺，包括以下步骤:
[0007](I)赤泥经压滤机压滤，搅拌，制备得到赤泥干基；
[0008](2)将固化剂、造粒剂和干燥剂按照质量比为0.5-1.5:0.05-0.2:0.01-0.02的比例，在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂；
[0009](3)赤泥干基与砂化剂按照质量比为15-30:1的比例搅拌混合，然后放置熟化24-48小时，再经翻抛设备一次翻抛后，再放置熟化24-48小时，得到产品。
[0010]其中:
[0011]处理前的赤泥为含水量大于30%的赤泥。
[0012]步骤(3)中赤泥干基与砂化剂按照质量比为15-30:1的比例搅拌混合时间为5_15分钟。
[0013]固化剂、造粒剂和干燥剂优选质量比为1:0.1:0.01。
[0014]固化剂为钙、镁盐类固化剂。本发明固化剂优选为碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合，固化剂使赤泥变为干燥，使赤泥中水分变为结晶水。
[0015]造粒剂为硅酸盐类造粒剂。造粒剂优选为硅酸钙或硅酸镁中的一种或两种以任意比例混合。
[0016]干燥剂为3A分子筛或5A分子筛。干燥剂与赤泥中有机絮凝剂发生反应，使赤泥中水分凝固，破坏其粘性，使其变得容易干燥。
[0017]本发明还提供一种实现赤泥砂化工艺的设备，包括压滤机、干式混料机和搅拌机，压滤机通过赤泥输送带连接搅拌机进口，赤泥输送带平行设置两条，分别为一级赤泥输送带和二级赤泥输送带，一级赤泥输送带和二级赤泥输送带分别与地面成10-15度夹角，一级赤泥输送带的出口端位于二级赤泥输送带的上方，干式混料机通过砂化剂输送带连接搅拌机进口，搅拌机出口通过混合料输送带连接一级反应器进口，一级反应器出口连接翻抛机，翻抛机通过多斗皮带连接二级反应器进口，二级反应器出口和产品包装机之间设有第二挖掘机，压滤机与一级赤泥输送带之间设有第一挖掘机。
[0018]砂化剂输送带与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0019]混合料输送带与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0020]多斗皮带与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0021]使用时，赤泥经压滤机压滤搅拌，制备得到赤泥干基，赤泥干基在第一挖掘机的作用下经一级赤泥输送带和二级赤泥输送带输送进入搅拌机，同时将固化剂(碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合)、造粒剂(硅酸钙或硅酸镁中的一种或两种)和干燥剂(3A分子筛或5A分子筛)按照质量比为0.5-1.5:0.05-0.2:0.01-0.02的比例在干式混料机中充分混合均匀，制成砂化剂，砂化剂通过砂化剂输送带输送进入搅拌机，赤泥干基与砂化剂按照质量比为15-30:1的比例在搅拌机中搅拌混合5-15分钟得到混合料，然后由混合料输送带输送进入一级反应器，在一级反应器内放置熟化24-48小时，然后进入翻抛机翻抛，再经多斗皮带输送进入二级反应器，在二级反应器内放置熟化24-48小时，然后在第二挖掘机的作用下，进入产品包装机进行包装。
[0022]本发明针对拜耳法氧化铝赤泥粘度大、水分高、且含有有机絮凝剂、不易干燥的难题，通过研究优选出了一种适合赤泥特性赤泥砂化工艺；选用固化剂、干燥剂、造粒剂，经过干燥固化处理的赤泥水分小于25%，无粘性呈松散状，便于运输。为赤泥的资源化利用提供支撑。
[0023]经过处理后的赤泥均达到以下要求:
[0024]1、赤泥固化剂及助固剂总掺配比例≤4%。
[0025]2、干湿物料混合均匀赤泥干燥时间≤24H。
[0026]3、固化后赤泥无粘性呈松散状,80%颗粒粒径≤50mm。
[0027]4、固化后赤泥含水率≤ 25%。
[0028]综上所述，本发明具有以下优点:
[0029]( I)经过干燥固化处理的赤泥水分小于25%，无粘性呈松散状，便于运输。
[0030](2)经过干燥固化处理的高铁赤泥可直接成为水泥铁质添加剂原料，既节约了铁矿粉原料又解决了氧化铝生产过程中的尾矿排放，同时还能产生新的经济效益。
[0031](3)本发明可推动赤泥大规模应用，大幅降低赤泥堆存占地。同时，大量减少使用铁矿粉，符合国家产业政策，顺应节能减排、低碳和可持续发展的社会发展大趋势，具有不可估量的社会、环境效益及示范推广意义。
[0032](4)固化过程中材料和能量消耗低，增容比低；
[0033](5)固化处理项目投资省、上马快；简单、便于操作；固化剂原料来源丰富，价廉易得。
[0034](6)固化处理过程无任何有毒有害物质排放，全面实现治理过程环保化。
[0035](7)处理量大，可以在较低投资规模下迅速处理大量污泥。
[0036](8)应用面广，通过配方的多种变化可以处理种类繁多的工业及生活污泥，比如城市污水厂污泥、河流淤泥、企业尾矿、含重金属污泥，含油污泥，电镀污泥、印染污泥、造纸污泥等。
[0037](9)处理费用低廉，以城市污水处理厂压滤污泥处理为例，处理一吨城市污泥采用焚烧工艺每吨处理成本接近300元，焚烧过程容易造成二噁英析出。固化处理一吨城市污泥成本不超过100元，处理过程完全符合环保要求，固化后的城市污泥还可以作为二类工程土进行销售再利用。
[0038]( 10)本发明还提供一种实现该工艺的设备，结构简单合理，易于工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是实现本发明赤泥砂化工艺的设备；
[0040]图中:1-压滤机，2-第一挖掘机，3- 一级赤泥输送带，4- 二级赤泥输送带，5-搅拌机，6-混合料输送带，7- 一级反应器，8-翻抛机，9-多斗皮带，10- 二级反应器，11-第二挖掘机，12-产品包装机，13-砂化剂输送`带，14-干式混料机。
【具体实施方式】
[0041]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0042]实施例1
[0043]赤泥砂化工艺所用的设备如图1所示，包括压滤机1、干式混料机14和搅拌机5，压滤机I通过赤泥输送带连接搅拌机5进口，赤泥输送带平行设置两条，分别为一级赤泥输送带3和二级赤泥输送带4，一级赤泥输送带3和二级赤泥输送带4分别与地面成15度夹角，一级赤泥输送带3的出口端位于二级赤泥输送带4的上方，干式混料机14通过砂化剂输送带13连接搅拌机5进口，搅拌机5出口通过混合料输送带6连接一级反应器7进口，一级反应器7出口连接翻抛机8，翻抛机8通过多斗皮带9连接二级反应器10进口，二级反应器10出口和产品包装机12之间设有第二挖掘机11，压滤机I与一级赤泥输送带3之间设有第一挖掘机2。
[0044]砂化剂输送带13与地面成15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0045]混合料输送带6与地面成15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0046]多斗皮带9与地面成15度夹角，且进口端位于出口端下方。
[0047]赤泥砂化工艺包括以下步骤:
[0048]( I)赤泥经压滤机I压滤搅拌，制备得到赤泥干基，赤泥干基在第一挖掘机2的作用下经一级赤泥输送带3和二级赤泥输送带4输送进入搅拌机5 ；
[0049](2)同时将固化剂(碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合)、造粒剂(硅酸钙)和干燥剂(5A分子筛)按照质量比为1:0.1:0.01的比例在干式混料机14中充分混合均匀，制成砂化剂，砂化剂通过砂化剂输送带13输送进入搅拌机5 ；
[0050](3)赤泥干基与砂化剂按照质量比为20:1的比例在搅拌机5中搅拌混合10分钟得到混合料，然后由混合料输送带6输送进入一级反应器7，在一级反应器7内放置熟化36小时，然后由多斗皮带9输送进入二级反应器10，一级反应器7和多斗皮带9位置固定，所以在一级反应器7与多斗皮带9之间设有第二挖掘机8，在一级反应器7内放置熟化后的物料在第二挖掘机8的作用下由多斗皮带9输送进入二级反应器10。在二级反应器10内放置熟化36小时，然后在第三挖掘机11的作用下，进入产品包装机12进行包装。
[0051]实施例1处理前赤泥含水量为48%，经本实施例1处理后的赤泥含水量为18%，从外观看，赤泥呈松散状，手抓后捏紧再松手，赤泥自然摊在手面上，部分自然滑落，无粘性。
[0052]实施例2
[0053](I)赤泥经压滤机压滤，搅拌，制备得到赤泥干基；
[0054](2)将固化剂(碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合)、造粒剂(硅酸钙)、干燥剂(5A分子筛)按照质量比为1.5:0.05:0.02的比例，在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂；
[0055](3)赤泥干基与砂化剂按照质量比为15:1的比例搅拌混合15分钟，然后输送至赤泥堆场放置熟化48小时，再经翻抛设备一次翻抛后，送入赤泥堆场储存24小时。
[0056]实施例2所用的设备与实施例1相同。
[0057]实施例2处理前赤泥含水量为40%，经本实施例1处理后的赤泥含水量为21%，从外观看，赤泥呈松散状，手抓后捏 紧再松手，赤泥自然摊在手面上，部分自然滑落，无粘性。
[0058]实施例3
[0059](I)赤泥经压滤机压滤，搅拌，制备得到赤泥干基；
[0060](2)将固化剂(碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合)、造粒剂(硅酸镁)、干燥剂(3A分子筛)按照质量比为0.5:0.2:0.01的比例，在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂；
[0061](3)赤泥干基与砂化剂按照质量比为30:1的比例搅拌混合5分钟，然后输送至赤泥堆场放置熟化24小时，再经翻抛设备一次翻抛后，送入赤泥堆场储存48小时。
[0062]实施例3所用的设备与实施例1相同。
[0063]实施例1处理前赤泥含水量为45%，经本实施例1处理后的赤泥含水量为20%，从外观看，赤泥呈松散状，手抓后捏紧再松手，赤泥自然摊在手面上，部分自然滑落，无粘性。
【权利要求】
1.一种赤泥砂化工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)赤泥经压滤机压滤，搅拌，制备得到赤泥干基； (2)将固化剂、造粒剂和干燥剂按照质量比为0.5-1.5:0.05-0.2:0.01-0.02的比例，在干式混料机充分中混合均匀，制成砂化剂； (3)赤泥干基与砂化剂按照质量比为15-30:1的比例搅拌混合，然后放置熟化24-48小时,再经翻抛设备一次翻抛后,再放置熟化24-48小时，得到产品。
2.根据权利要求1所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:固化剂、造粒剂、干燥剂质量比为 1:0.1:0.01。
3.根据权利要求1所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:固化剂为钙、镁盐类固化剂。
4.根据权利要求3所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:固化剂为碳酸钙、氧化镁按质量比为5:1混合。
5.根据权利要求1所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:造粒剂为硅酸盐类造粒剂。
6.根据权利要求5所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:造粒剂为硅酸钙或硅酸镁中的一种或两种以任意比例混合。
7.根据权利要求1所述的赤泥砂化工艺，其特征在于:干燥剂为3A分子筛或5A分子筛。
8.一种实现权利要求1-7任一所述的赤泥砂化工艺的设备，其特征在于:包括压滤机`(I)、干式混料机(14)和搅拌机(5),压滤机(I)通过赤泥输送带连接搅拌机(5)进口，赤泥输送带平行设置两条，分别为一级赤泥输送带(3)和二级赤泥输送带(4)，一级赤泥输送带(3)和二级赤泥输送带(4)分别与地面成10-15度夹角，一级赤泥输送带(3)的出口端位于二级赤泥输送带(4)的上方，干式混料机(14)通过砂化剂输送带(13)连接搅拌机(5)进口，搅拌机(5 )出口通过混合料输送带(6 )连接一级反应器(7 )进口，一级反应器(7 )出口连接翻抛机(8)，翻抛机(8)通过多斗皮带(9)连接二级反应器(10)进口，二级反应器(10)出口和产品包装机(12)之间设有第二挖掘机(11 )，压滤机(I)与一级赤泥输送带(3)之间设有第一挖掘机(2)。
9.根据权利要求8所述的实现赤泥砂化工艺的设备，其特征在于:砂化剂输送带(13)与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方；混合料输送带(6)与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方。
10.根据权利要求8所述的实现赤泥砂化工艺的设备，其特征在于:多斗皮带(9)与地面成10-15度夹角，且进口端位于出口端下方。
【文档编号】C04B7/24GK103755170SQ201410001229
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】方澎, 方铉 申请人:方澎