专利名称：一种平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，属 于氧化铝生产中的赤泥堆存技术领域。
背景技术：
赤泥是氧化铝生产中产生的废渣。赤泥主要组份是Si02、CaO、Fe203、A1203、Na2O, Ti02、K20，此外还含灼减成份和微量其它有色金属等。在赤泥还不能大量利用而必须堆存的 情况下，目前主要有三种堆存工艺。第一种堆存工艺是湿法堆存工艺。湿法堆存是较为传统的赤泥堆存方式，将赤泥 及附液以(3 4):1的液固比(固体含量为20% — 25%左右)用离心泵和管道由氧化铝厂 送到赤泥堆场，赤泥浆由排放口排入赤泥库内，浆体中的泥粒子借重力自然沉降分离，湿法 赤泥堆场采用回水塔收集澄清附液。约80%左右的附液可通过回水系统返回氧化铝厂回收 利用。湿法堆存工艺中，有两种筑坝方式。一种是中铝下属山东分公司、河南分公司、山西 分公司、中州分公司、贵州分公司等用联合法生产氧化铝的企业所采用的初期坝加多级子 坝的方式，先用土石等材料建设一定高度的初期坝，然后将烧结法赤泥排放在堆场外围，拜 尔法赤泥排放在堆场中部，待初期坝堆满后，利用烧结法赤泥所特有的水硬自凝性冲填构 筑多级赤泥子坝，继续向上堆存赤泥。该筑坝方式的前提条件是要有足够数量的烧结法赤 泥用作子坝的筑坝材料。第二种是山东魏桥氧化铝厂、茌平氧化铝厂等用纯拜尔法以进口 三水铝矿石生产氧化铝的企业采用的一次性建坝方式，用土石等材料建设一定高度的初期 坝，然后堆放拜尔法赤泥，由于拜尔法赤泥在高含水量条件下呈流塑态，不具有力学强度， 故无法构筑子坝，只能一次性建土石坝堆存，初期坝堆满后，即废弃另建堆场。该堆存方式 的土地利用效率较低。第二种堆存工艺是半干法堆存工艺，目前国内仅在中铝广西分公司、广西华银铝 业公司等少数以一水硬铝石为原料的纯拜尔法氧化铝厂采用。半干法堆存工艺的赤泥附液 约为湿法的1 / 5，其流程是多次洗涤后经沉降槽分离的赤泥浆固体含量在30% 40% 左右，再经进一步脱水，使固体含量提高到55%左右，赤泥滤饼经机械强力搅拌，使其动力 粘滞数由IOOPa · S左右降至IOPa · S以下，用隔膜泵经管道送到赤泥堆场。赤泥堆场表面 一般无积水，水分在堆场内一部份(约60%)由于表面蒸发而损失。另一部分通过底部砂石 排水层疏排进入附液收集系统。赤泥经翻晒后逐渐干燥固结为可塑态，力学指标增加，初期 坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，其缺点是需要选择晾晒面积较大的场址， 占地面积较大。第三种堆存工艺是干法堆存工艺。将赤泥过滤到固体含量67%左右后，将滤饼用 汽车运送到堆场堆存。目前国内仅在贵州凯里氧化铝厂、重庆南川氧化铝厂、重庆武隆氧化 铝厂等年产能小于20万吨的以一水硬铝石为原料的小型拜尔法氧化铝厂采用。正在建设 中的中铝遵义氧化铝厂也采用该工艺。干法堆存工艺赤泥含水量最低，经适当晾晒后即具 有较好的力学强度，初期坝堆满后可以用干赤泥构筑子坝继续向上堆存，是赤泥堆存工艺技术的发展方向。赤泥堆场的场址，根据氧化铝厂周边地形的自然条件和土地资源状况，可以大致 分为山谷型、傍山型、平地型三类。所谓山谷型，指在山谷谷口处筑坝形成的赤泥堆场，坝 体工程量较小，我国赤泥堆场的主要类型；所谓傍山型，是在山坡脚下依山筑坝所围成的堆 场，赤泥水澄清条件和防洪条件较差，筑坝工程量较大，一般在丘陵地区较常见；所谓平地 型，是在平缓地形周边筑坝围成的堆场，筑坝工程量大，堆坝高度有限，多建于平原地区。传统的平地型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，由于澄清距离和干滩长度不 能满足工艺要求，一般需进行闭库并另行选址新建赤泥堆场来满足氧化铝厂持续的赤泥排 放需要。一座赤泥堆场占地面积高达数十公顷乃至上百公顷，随着人口的增长和土地资源 日益减少，在厂区附近寻求满足堆存工艺要求的赤泥堆场新场址越来越困难。即使在离厂 区较远的地方找到新的场址，其投资往往高达上亿元，运行费用也比较昂贵。因此，传统的 平地型湿法赤泥堆场，在使用至设计标高后，可以进行适当的干法改造，使之能够继续堆存 赤泥。与新建堆场相比，这种方法能节约土地和投资。在对平地型湿法赤泥堆场进行干法改造的过程中，需要解决的问题之一是废水的 回收利用。湿法赤泥堆场改造为干法堆存工艺的过程中，有三种含碱废水需要妥善收集和 回用一是降落在干法赤泥滤饼上的初期雨水，因径流过程中洗涤滤饼表面的附碱而呈碱 性；二是赤泥浆经压滤机压滤后所产生的滤液；三是原湿法赤泥堆场内的赤泥浆含水量较 高，在堆载作用下会有部分碱性附液从提坝的外边坡渗出。该部分渗水如果不能进行有效 的疏导和回收，会造成赤泥堆场内浸润线升高，对干法改造后堆场的稳定性不利，场内水压 的升高会增加附液泄漏的风险，也不利于节约用水和减少工艺流程中碱的消耗。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种平地型湿法赤泥堆场干法增容过程 中的废水回收装置，该装置能够有效回收初期雨水、滤液和边坡渗水，降低赤泥堆场内的浸 润线，达到节水节碱和保护环境的目的，以克服现有技术存在的滤液及部分碱性附液从提 坝的外边坡渗出，影响堆场稳定性，污染环境等不足。本实用新型采取以下技术方案截水沟设置在堆场新边界四周，雨水池位于截水 沟边界之外，将连接排洪竖井的排洪管道延伸到雨水池，雨水池顶部设溢洪管；在原湿法赤 泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设碎石层，其底部埋设穿孔集水管，穿孔集水管布置环 绕原堆场四周，并与渗水管连接，渗水管接入截水沟；滤液管与安装在坝上的压滤机的滤液 出口、截水沟连接；在截水沟的最低点安装滤液回水泵，滤液回水泵的出口连接滤液回水 管，滤液回水管敷设到厂区。碎石层的表面覆盖土工布。排洪竖井加高到规划的干法堆存高程。在雨水池内安装雨水泵，雨水泵出口连接雨水回水管。在停止湿法堆存工艺，对赤泥进行干法堆存后，来自厂区的赤泥浆经过压滤机压 滤后产生的滤液，用滤液管排到截水沟，再通过安装在截水沟内的滤液泵和滤液回水管返 回厂区工艺流程。在整个干法赤泥滤饼堆存期间，场内雨水仍通过排洪竖井和排洪管道排 放到雨水池，当雨水池装满后多余雨水通过溢洪管排出池外，雨水池内收集的雨水用雨水泵加压后用滤液回水管返回厂区工艺流程。干法堆置区的外坡面降雨沿坡面流入截水沟， 沿原赤泥堆场外坡渗出的附液用碎石层和穿孔集水管收集后用渗水管排放到截水沟，截水 沟1收集的坡面雨水和压滤机产生的滤液、湿法库内赤泥层渗水一起用滤液泵加压后用滤 液回水管返回厂区工艺流程。与现有技术相比，本实用新型所提供的平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废 水回收装置，它能够有效回收初期雨水、滤液和边坡渗水，降低赤泥堆场内的浸润线，达到 节水节碱和保护环境的目的。
图1是本实用新型的剖面示意图。
具体实施方式
本实用新型的实施例如图1所示，它由截水沟1，碎石层2，穿孔集水管3，渗水管 4，排洪竖井5，排洪管道6，雨水池7，溢洪管8，滤液管9，滤液泵10，滤液回水管11，雨水泵 12，，雨水回水管13等组成。本实用新型所提供的平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，按下 列步骤实施首先，根据原湿法赤泥堆场周边用地条件扩展堆置区边界，在新的堆置边界四 周修建截水沟1。在原排洪管道6的出口方向修建雨水池7，雨水池7位于截水沟1边界之 外，将连接排洪竖井5的排洪管道6延伸到雨水池7。雨水池7顶部设溢洪管8。在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设具有一定厚度的碎石层2，其底 部埋设穿孔集水管3。穿孔集水管3环绕布置在原堆场四周，每隔一定的距离连接一根渗水 管4，渗水管4以一定的坡度接入截水沟1。碎石层2的表面覆盖一层土工布。用滤液管9 连接安装在坝上的压滤机的滤液出口与截水沟1。在截水沟1的最低点安装滤液回水泵10，滤液回水泵10的出口连接滤液回水管 11，一直敷设到厂区。将排洪竖井5加高到规划的干法堆存高程。在雨水池7内安装雨水泵12，其出口 连接雨水回水管13。这样，就完成了山谷型湿法赤泥堆场干法增容改造过程中的废水回收装置的建 设。在停止湿法堆存工艺，对赤泥进行干法堆存后，来自厂区的赤泥浆经过压滤机压滤后产 生的滤液，用滤液管9排到截水沟1，再通过安装在截水沟1内的滤液泵10和滤液回水管 11返回厂区工艺流程。在整个干法赤泥滤饼堆存期间，场内雨水仍通过排洪竖井5和排洪 管道6排放到雨水池7，当雨水池7装满后多余雨水通过溢洪管8排出池外，雨水池7内收 集的雨水用雨水泵12加压后用滤液回水管13返回厂区工艺流程。干法堆置区的外坡面降 雨沿坡面流入截水沟1，沿原赤泥堆场外坡渗出的附液用碎石层2和穿孔集水管3收集后用 渗水管4排放到截水沟1，截水沟1收集的坡面雨水和压滤机产生的滤液、湿法库内赤泥层 渗水一起用滤液泵10加压后用滤液回水管11返回厂区工艺流程。
权利要求一种平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特征在于截水沟(1)设置在堆场新边界四周，雨水池(7)位于截水沟(1)边界之外，将连接排洪竖井(5)的排洪管道(6)延伸到雨水池(7)，雨水池(7)顶部设溢洪管(8)；在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设碎石层(2)，其底部埋设穿孔集水管(3)，穿孔集水管(3)布置环绕原堆场四周，并与渗水管(4)连接，渗水管(4)接入截水沟(1)；滤液管(9)与安装在坝上的压滤机的滤液出口、截水沟(1)连接；在截水沟(1)的最低点安装滤液回水泵(10)，滤液回水泵(10)的出口连接滤液回水管(11)，滤液回水管(11)敷设到厂区。
2.根据权利要求1所述的平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其特 征在于碎石层(2)的表面覆盖土工布。
3.根据权利要求1所述的平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其 特征在于排洪竖井(5)加高到规划的干法堆存高程。
4.根据权利要求1所述的平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，其 特征在于在雨水池(7)内安装雨水泵(12)，雨水泵(12)出口连接雨水回水管(13)。
专利摘要本实用新型公开了一种平地型湿法赤泥堆场干法增容过程中的废水回收装置，截水沟(1)设置在堆场新边界四周，雨水池(7)位于截水沟(1)边界之外，将连接排洪竖井(5)的排洪管道(6)延伸到雨水池(7)，雨水池(7)顶部设溢洪管(8)；在原湿法赤泥堆场初期坝和堆积坝的外坡面铺设碎石层(2)，其底部埋设穿孔集水管(3)，穿孔集水管(3)环绕布置在原堆场四周，并与渗水管(4)连接，渗水管(4)接入截水沟(1)；滤液管(9)与安装在坝上的压滤机的滤液出口、截水沟(1)连接；在截水沟(1)的最低点安装滤液回水泵(10)，滤液回水泵(10)的出口连接滤液回水管(11)，滤液回水管(11)敷设到厂区。
文档编号E03F1/00GK201695505SQ20102023285
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者刘希全, 徐树涛, 李明阳, 胡禹志 申请人:贵阳铝镁设计研究院