专利名称：一种烧结法赤泥常压脱碱方法
技术领域：
一种烧结法赤泥常压脱碱方法，涉及采用烧结法、拜耳法和混联法生产氧化 铝过程中赤泥的处理。
背景技术：
赤泥是氧化铝生产过程中产生的残矿渣，因其富含氧化铁(20~50%)呈红褐 色而称之为赤泥。赤泥呈强碱性，每吨赤泥附带3~5M3碱液并夹带些痕量的放 射性元素等。在氧化铝生产过程中，每生产l吨Al2O3会产生0.6 1.2吨的矿渣。 目前，大量赤泥废弃物主要采取湿法露天堆存环境中，不仅占用大量土地资源， 耗用了场地维护费，而且强碱、高盐度的赤泥堆积渗漏，造成土壤、水体和地下 水严重污染。含有附着碱的赤泥不但造成了氧化铝生产纯碱单耗增加20 35公 斤/吨八1203，而且由于自身碱含量过高，制约了其在硅酸盐水泥、建材基料等行 业的综合利用。当前，国内外对赤泥中的低浓度碱溶液的处理方法，报道较多的 是采用碱石灰法来进行脱碱。该法虽然有较高的脱碱率(80% 90%)，但是存 在下列工艺缺点工艺温度高， 一般在80 90'C;产生不溶性钙盐固体废弃物。 因此，选择操作简单、脱碱率高、不产生三废污染的新方法，经济有效地实现赤 泥脱碱是赤泥资源化综合利用中亟待解决的问题。
本发明的目的在于，提出一种新的常压下赤泥的脱碱方法。这种方法有效地 降低了赤泥中碱的含量，并且不产生其它固体废物；既达到了降低氧化铝生产中 的碱耗的目的，又避免了废液渗透造成的环境污染。
本发明是一种烧结法赤泥常压脱碱方法，其特征在于脱碱过程为将烧结法 工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气
3一液一固三相反应器中，向赤泥浆液通入C02气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的
粒径为150 200um,搅拌速度为100 300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5 12， <302气体的通入量为0.5 1L/min，反应温度为4(TC 80'C，反应时间为l 3h。采用本发明的悬浮碳化脱碱方法，赤泥中碱的去除率可达85%以上，赤泥 中Na20的含量降到1%以下。脱碱后的赤泥可直接作为生产水泥的原料。
采用本发明的烧结法赤泥常压脱碱方法，不但可以使烧结法赤泥中碱含量降 低到1%以下，而且可使拜耳法和混联法赤泥中碱的含量降到1%以下，脱碱后 的赤泥完全满足作为水泥原料的条件。该法不仅避免了环境污染，产生了良好的 社会效益，还提高了氧化铝生产过程中原料的使用率，具有很好的经济效益。
附图为本发明的一种烧结法赤泥常压脱碱方法工艺流程图 具体实施方法
一种烧结法赤泥常压脱碱方法，将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、 粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气一液一固三相反应器中，向赤泥浆 液通入C02气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150 200um，搅拌速度为 100 300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5 12， (302气体的通入量为0.5 1L/min，反应温度为4(TC 8(TC，反应时间为1 3h。脱碱后，赤泥中Na20的 含量降到1%以下，可直接作为生产水泥的原料。
下面结合实例对本发明做进一步说明。
烧结法赤泥
实例1
烧结法赤泥碱含量4.95%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60'C， C02 的通入量为0.8L/min,搅拌L5h,搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.96%。 实例2
烧结法赤泥碱含量5.05%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比 为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为7(TC， C02 的通入量为0.5L/min，搅拌2.5h，搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.89%。
实例3
烧结法赤泥碱含量4.93%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为175um，以液固比 为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60°C， C02 的通入量为0.8L/min，搅拌1.5h,搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.92%。
拜耳法赤泥
实例4
拜耳法赤泥碱含量3.55%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比 为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为60'C， C02 的通入量为0.8L/min，搅拌2h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.90%。
实例5
拜耳法赤泥碱含量3.47%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为200um，以液固比 为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50°C， co2的通入量为0.8L/min，搅拌2.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.93%。 实例3
拜耳法赤泥碱含量3.5%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比 为5的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为70°C， C02 的通入量为0.5L/min，搅拌1.5h,搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.96%。
混联法赤泥
实例1
混联法赤泥碱含量2.37%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为200um，以液固比 为7的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50°C， C02 的通入量为1L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.85%。
实例8
混联法赤泥碱含量2.55%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为180um，以液固比 为10的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为6(TC， C02 的通入量为0.8L/min，搅拌1.5h，搅拌速率为200rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、 干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.92%。
实例9
混联法赤泥碱含量2.47%。将其焙烧后粉碎至颗粒粒径为160um，以液固比 为5的配成赤泥浆液，在脱碱反应器中进行脱碱反应。反应温度为50°C， C02 的通入量为0.8L/min,搅拌2.5h，搅拌速率为180rpm。赤泥浆液经过滤、洗涤、
6干燥后，分析烧结法赤泥中碱的含量为0.88%。
权利要求
1、一种烧结法赤泥常压脱碱方法，其特征在于脱碱过程为将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气—液—固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO2气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，反应料液的液固比为5～12，CO2气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。
2、 按照权利要求1所述的工艺，其特征在于，在赤泥脱碱过程中，赤泥颗粒的 粒径在160 180um之间，搅拌速度为150 200rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g) 为5 10，向反应容器中通入C02的流速为08 1L/min，反应温度为50 70°C ， 反应时间为控制在1.5 2.5h。
3、 按照权利要求2所述工艺，其特征是在赤泥的脱碱过程中，采用C02进行脱 碱。
全文摘要
本发明是一种烧结法赤泥常压脱碱方法，涉及采用烧结法、混联法和拜耳法生产氧化铝过程中赤泥的处理方法。其脱碱过程为将烧结法工艺过程中产生的赤泥进行焙烧、粉碎，将赤泥颗粒与水混合放入带有搅拌的气—液—固三相反应器中，向赤泥浆液通入CO<sub>2</sub>气体进行脱碱反应。赤泥颗粒的粒径为150～200um，搅拌速度为100～300rpm，赤泥浆液的液固比(ml/g)为5～12，CO<sub>2</sub>气体的通入量为0.5～1L/min，反应温度为40℃～80℃，反应时间为1～3h。采用本发明的悬浮碳化脱碱方法，赤泥中碱的去除率可达85％以上，赤泥中Na<sub>2</sub>O的含量降到1％以下。脱碱后的赤泥可直接作为生产水泥的原料。
文档编号C02F11/00GK101468866SQ20071030431
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者栾兆坤, 琪 王, 贾智萍 申请人:中国科学院生态环境研究中心