专利名称：氧化铝厂赤泥的二氧化碳悬浮脱碱的方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化铝厂的生产废料赤泥的脱碱再利用方法，属于化工及环保技 术领域。
背景技术：
随着铝工业的发展，生产氧化铝排出的赤泥量日益增加，目前全世界每年产生约 5000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年大约也有1500万吨以上。每生产1吨Al2O3就会产 生0. 6 1. 2吨的赤泥矿渣。这么大量的赤泥都湿法或干法堆存，不但污染水源，占用大量 土地，而且赤泥中许多可利用成分不能得到合理利用，造成了资源二次浪费。对赤泥进行综 合利用研究迫在眉睫。为了有效地利用赤泥，实现废弃资源再利用，国内外已进行了大量研究，如从赤泥 中提取有价金属钛、铁等，或将其用于硅酸盐水泥、建材基料等等。但是，由于赤泥碱含量过 高，制约其资源化综合利用。因此，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。CO2是一种无色、无味的气体，是地球上最丰富的碳资源之一。20世纪以来，随着人 类工业生产活动的高速发展，CO2排放量越来越大，预计到2100年，大气中二氧化碳含量将 达到5.5X10—4。由于它在大气中含量高、寿命长，所以对温室效应的贡献最大，其浓度增加 对温室效应的贡献值更是达到55%。大量CO2气体排放导致的全球“温室效应”及造成的一 系列严重环境问题，引起了世界各国高度重视，并已将其作为温室气体削减与控制的重点。 如能将CO2转化成再生资源加以利用、使之变废为宝，不仅对当前世界性CO2减排做出贡献， 而且也将创造显著的社会、环境和经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化铝厂赤泥的CO2悬浮脱碱的方法，具 有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。解决本发明的技术问题所采用的方案是(1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末 状；(2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；(3)在泥浆状的赤泥中通入CO2进行气液固三相脱碱反应；(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。本发明的具体工艺技术参数是①赤泥在马弗炉中于400 700 0C下焙烧3 6小时，然后将其粉碎并研磨成50 150目的粉末；②赤泥粉末在脱碱反应器中按5 1 10 1液固质量比搅拌混合成泥浆； ③脱碱反应时按3m/s 5m/s的气体速率通入CO2,反应温度40°C 80°C，反应时间1小 时 5小时。
本发明所述的脱碱后的赤泥可用作生产硅酸盐水泥的原料。赤泥本身附带一定量结晶水，经400 700°C焙烧后，结晶水被完全去除。在水 热反应条件下，赤泥的附着碱溶解于反应溶液中，当CO2进入反应体系中，与溶液中的碱发 生反应后，这种平衡被破坏，造成了液固界面与溶液中碱量的浓度差，迫使赤泥的附着碱 不断进入反应体系中进行脱碱反应，最终完成脱碱过程。赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺属 于气、液、固三相反应，在整个脱碱过程中，CO2气体主要与溶液中的碱性化合物，如铝酸钠 (Na2O · Al2O3)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)等发生中和反应，以达到脱碱的目的。本发明的有益效果是本发明开发的优点在于(1)是新型CO2悬浮化法赤泥脱碱绿色环保工艺，工艺将 造成温室效应的CO2用于赤泥废弃物脱碱，不仅达到“废气减排化”和“废物减量化”，而且 实现双废物(CO2和赤泥)的可持续综合再利用。(2)与传统生石灰脱碱工艺相比]，本发 明的CO2悬浮工艺具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。(3)整个 工艺可实现闭路循环，反应过程不产生“三废”污染，属于绿色环保型清洁生产工艺。
具体实施例方式实施例1以烧结法产生赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。表1赤泥的化学组成及物相组成(％ ) 首先将法赤泥在马弗炉中于600 V下焙烧5小时，然后将其粉碎并研磨过80目筛。 将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比10 1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状，并 在60°c温度下，按4m/s的气体速率通入CO2进行气液固三相脱碱反应1. 5小时，将澄清液 与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达85%，赤泥中的碱含量(以Na2O计)降低 至0.3%以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。实施例2以联合法产生赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。表2赤泥的化学组成及物相组成(％ ) 首先将法赤泥在马弗炉中于400°C下焙烧5小时，然后将其粉碎并研磨过150目 筛。将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比5 1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状， 并在40°C温度下，按3m/s的气体速率通入CO2进行气液固三相脱碱反应1小时，将澄清液 与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达75%，赤泥中的碱含量(以Na2O计)降低 至0. 75%以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。实施例3以拜耳法产生的赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。
表3赤泥的化学组成及物相组成(％ ) 首先将法赤泥在马弗炉中于700 V下焙烧3小时，然后将其粉碎并研磨过70目筛。 将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比5 1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状，并 在40°C温度下，按3. 5m/s的气体速率通入CO2进行气液固三相脱碱反应2小时，将澄清液 与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达93%，赤泥中的碱含量(以Na2O计)降低 至0. 4%以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。
权利要求
一种氧化铝厂赤泥的CO2悬浮脱碱的方法，其特征在于(1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末状；(2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；(3)在泥浆状的赤泥中通入CO2进行气液固三相脱碱反应；(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。
2.根据权利要求1所述的氧化铝厂赤泥的CO2悬浮脱碱的方法，其特征是①赤泥在马 弗炉中于400 700°C下焙烧3 6小时，然后将其粉碎并研磨成50 150目的粉末；② 赤泥粉末在脱碱反应器中按5 1 10 1液固质量比搅拌混合成泥浆；③脱碱反应时按 3m/s 5m/s的气体速率通入CO2,反应温度40°C 80°C，反应时间1小时 5小时。
3.根据权利要求2所述的高强超细晶铜带材的制备方法，其特征在于脱碱后的赤泥 用作生产硅酸盐水泥的原料。
全文摘要
本发明涉及一种氧化铝厂的生产废料赤泥的脱碱再利用方法，属于化工及环保技术领域。本发明的工艺步骤为(1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末状；(2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；(3)在泥浆状的赤泥中通入CO2进行气液固三相脱碱反应；(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。本发明可实现废物的可持续综合再利用；与传统生石灰脱碱工艺相比，本发明的CO2悬浮工艺具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点；整个工艺可实现闭路循环，反应过程不产生“三废”污染，属于绿色环保型清洁生产工艺。
文档编号C04B7/147GK101927255SQ20091009492
公开日2010年12月29日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者宁平, 王学谦 申请人:昆明理工大学