专利名称：氧化铝生产过程中沉积红泥的除害方法
技术领域：
本发明涉及氧化铝生产过程中沉积红泥的除害方法。
已知可用工艺纯氧化铝(矾土)制得铝。氧化铝是通过开发铝土矿而得到的。开发过程中最旱采用的是碳酸氢钠，但在现代方法中已采用了氢氧化钠。在所谓拜耳法过程中产生的红泥是炼铝过程中无用的组分，为铝土矿的副产物。红泥是一种强碱性热悬浮体，其中除了铁，硅和铝的氧化物而外还有稀土金属氧化物。
土壤力学上称红泥为联结土，其中没有大量的大颗粒组分。细分散，细粒并具有tixotrope性质的材料中固相粒子外层包有水合物，这些水合物特别稳定，因此液相和固相就可能极难分开。红泥本身并不能形成废渣堆。液相中碱含量大并且会渗入土壤而污染地下水，也就是说，就环境保护而言，这是一种极其危险的物质。若矿床上没有防水土层，那就只能用特别昂贵的分离方法，截断流出的地下水或以其它方式而对土壤中渗入的碱性水给予阻挡。因红泥具有不利的物理性质而使其难于无危险地进行处理，实际上红泥呈液态，因此就只能贮存在处理池中。由于氧化铝生产厂每年要排出成百上千立方米的红泥，所以就只能考虑用泥土围成处理池来对其进行处置。但泥土池中贮存的仍具有自由表面的红泥也总是不安全的，因为进入其中的动物会溺死并且缓慢渗漏的液相会污染地下水，因为实际上并不总是采用上述的昂贵分离过程。这种状况又因降水的溶解作用而变得更加难于改变。
为了克服上述缺点，已建议将预过滤而减少了水含量的红泥与含可粘合CaO的飞灰混合并经过1-2天放置(硬化)之后用该混合物填满露天采矿或深井采矿时的空穴，其中混合物固化并可最终贮存起来。该法的缺点是，适于完成该任务的电厂飞灰只有有限量供采用，因为符合要求的粘合作用只能用从某些矿区的煤产生的特殊性能飞灰才有保证。此外，这种飞灰制成混合物的水力要求会导致能量消耗成倍增长，因为混合物粘度特别高。
本发明即提出红泥的除害方法，采用该法可借助基本上所有可用的粘合剂而将红泥形成废物堆，其中未固化物料混合物的粘度要比用飞灰得到的混合物小，因此可有效地降低管道水力输送时的能量消耗。
本发明基于这样一种认识，即红泥中水含量通过例如过滤而降低到某一值后与石灰充分混合时，则可得到流态并可以水力方式进行良好输送的物料混合物，该混合物可极其迅速地粘结并且没有有害于环境的物质排出。由于加有石灰，红泥中的硅酸盐，铝和铁组分即可变成可粘合物质，换句话说，红泥可这样转化成水硬性粘合材料并且根据其组成可在24-72小时内硬化并在25-30天内完全固化。若将一种程度脱水的红泥与相应量的石灰混合，则可让全部水含量用于粘合，因此就不可能有渗漏水出现并流出或渗出。
基于这种认识，本发明任务即可采用这样一种方法来完成，其中降低红泥的水含量并将这样提高了固体含量的红泥与水硬性粘合剂混合，然后让此混合物固化，该法的特征是，向脱水而使固体物质含量达到35-60%(重量)的红泥中添加用量至少为红泥固体物质含量的5%(重量)的含CaO石灰并在必要时加水，然后将各组分混成流态均匀物料，最后让其硬化并可按需要形成废物堆。石灰可按要求以生石灰或/和熟石灰或/或消和石灰的形态加入脱水红泥中。并且特别有利的是向红泥中添加其用量高达红泥中固体含量的8%(重量)的含CaO石灰。混合设备中为提高粘度而与石灰一起加入脱水红泥的水用量以红泥量计为0-300l/m3。
以下将参照附图
详细说明本发明，图中示出了本发明方法的工艺流程。
从氧化铝生产厂来的稀液状红泥经管线1送入过滤设备2，其中其水含量降低到40-65%优选为45-55%。含碱水即碳酸氢钠水溶液经管线3送入氧化铝生产工艺，这样可降低氧化铝生产成本。过滤后干重为35-60%的红泥为不具有油状稠性形态的物料，然后送入混合器6并通过管线5向其中加石灰。必要时用管线4送水;为了调节到优化粘度值，通常除了加石灰而外，还可能需要加水。水和石灰当然可呈石灰乳，也可同时加入，如通过管线5加入。在充分搅拌条件下，与石灰混合后的红泥呈流态，即其粘度大大降低。这样得到的可流动混合物用管线8中设置的高压泵7送到废物堆积场9并用推土机堆成废物堆，该废物堆本身是稳定的，因此不需要用任何其它物料制成堆积圈。附图中还按管线示出了物料的输送方向或流向。
考虑到氧化铝生产厂和废物场的远近以及常规因素，不仅在氧化铝生产厂区，而且在废物场附近可设置输送装置，混合装置以及泵。
以下用实施例详细说明本发明。
将来自氧化铝生产厂的高水含量红泥过滤而得固体含量为53%(重量)的红泥。该脱水红泥中按每立方米加入50Kg熟石灰和250升水并将这些组分混合40分钟而使其均化。混合后即得到粘度为3.0-5.0Pa.s的可流动物料，其泵送性良好并在管道中输送时的摩擦损失成倍降低。将这种可流动的物料混合物泵送到形成废物堆的地区。约10-12小时后物料即可粘结。3天后达到200-300KN/m2的同向抗压强度，而在28天后则达到500-600KN/m2的同向抗压强度。这种物料用推土机处理即可形成规格符合要求的废物堆。凝固废物堆的透水性为10-6-10-7cm/sec.
本发明的优点如下由于与石灰混合而大大改善了红泥的水硬性特性，这在有效地降低混合物的粘度方面表现得特别明显。这又使混合物可象用飞灰处理的红泥一样进行输送，但其摩擦损失和能量消耗大大降低了，其中通过调节组分和与红泥水含量有关的石灰量之一即可制得达到预先指定粘合和固化特性的混合物。
石灰添加量可这样确定，其中使过滤或脱水后的红泥水含量全部参与粘合，这样一来就不可能有水从混合物排出，即保证土壤中不会出现污染地下水的含碱流体。凝固废物堆中物料处于联结态，因此降水时不会从中溶出有害于环境的物质。硬化材料的透水性一般特别低(K＝10-6-10-7cm/sec)。用混合物可建立起本身稳定的废物堆，这无需用其它物料制成堆积圈。
根据本发明，还可在各种情况下使红泥变成无害物质，从而使本发明解决了长久难以解决的环境保护问题。
当然，本发明无论如何也不可能仅限于上面给出的实施例，而是可在权利要求书定义的保护范围内以许多方式进行实施。
权利要求
1.氧化铝生产过程中沉积红泥的除害方法，其中降低红泥的水含量并将这样提高了固体含量的红泥与水硬性粘合剂混合，然后让此混合物固化，该法的特征是，向脱水而使固体物质含量达到35-60%(重量)的红泥中添加用量至少为红泥固体物质含量的5%(重量)的含CaO石灰并在必要时加水，然后将各组分混成流态均匀物料，最后让其硬化并可按需要形成废物堆。
2.权利要求1的方法，其特征是，石灰以生石灰或/和熟石灰或/和消和石灰或/和石灰乳的形态加入脱水红泥中。
3.权利要求1或2的方法，其特征是，加入红泥中的含CaO石灰用量高达红泥中固体含量的8%(重量)。
4.权利要求1-3之一的方法，其特征是，加入脱水红泥中的水用量以红泥量计为0-300l/m3。
全文摘要
氧化铝生产过程中沉积红泥可先通过例如过滤而脱水至其固体含量达到35-60％(重量)。向该物料中添加用量以红泥中固体含量计为5-8％(重量)的按要求而呈熟石灰或生石灰形态的含CaO石灰并充分混合而得粘度大大降低的流态均匀物料混合物，然后即可用此混合物形成稳定的废物堆。
文档编号C02F1/58GK1037493SQ88102710
公开日1989年11月29日 申请日期1988年5月11日 优先权日1988年5月11日
发明者简诺斯·阿斯伯斯, 伊斯塔凡·朱哈茨, 加勃·来斯恩耶, 埃尔帕德·米克劳斯, 吉约尔吉·莫尔纳, 塔玛斯·莫西茨, 德茨索·帕茨托, 佐坦·索迪, 伊斯塔凡·费茨索尼 申请人:建筑工程公司