一种基于赤泥的球团黏土处理方法与流程

本发明涉及污泥的处理，尤其涉及一种基于赤泥的球团黏土处理方法。

背景技术：

1、赤泥是一种铝冶炼过程中产生的工业废弃物。赤泥富含氧化铝、硅酸盐等成分，具有高碱度和粘性。因氧化铁含量不同，赤泥呈红色、暗红色或灰色泥状，其含水量高，且含有较高浓度的碱性物质，如果未经处理直接排放到环境中，会导致土壤和水体的污染。这可能破坏生态系统平衡，危害植物和动物的生存环境，并且对地下水资源造成潜在威胁。现有技术中也有针对赤泥回收再利用的研发，例如专利号为cn202110340329.2的发明专利《一种高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉》中公开了一种将高铁赤泥、焦炭、石灰以及添加剂按照比例准备；将混匀后的混合料制成赤泥团块；将干燥的赤泥球团从高温气化熔融炉顶部加入到炉中，在高温底部用鼓风机吹入富氧空气；赤泥中的氧化铝、氧化硅、石灰等其他的氧化物和炉内的溶剂结合而成为炉渣；铁水自炉底出水口间断排出，炉渣自出渣口排出，煤气通过除尘、脱硝脱硫处理进行再利用。本发明提供的高铁赤泥的处理方法及其高温气化熔融炉，利用高温气化熔融炉直接还原赤泥中的铁，达到除铁的目的，同时利用高温气化方法除去赤泥中的na2o等碱性物质，产出的炉渣，可用于生产耐火材料、建筑材料等高附加值产品。在该技术方案中直接通过高温处理赤泥，对于高炉的配置要求非常高，导致处理成本上升，同时容易出现故障。而且高炉处理赤泥的步骤繁琐，高炉的容量也有限，无法快速处理大量的赤泥。

2、另有申请号为：2022101805303的发明专利《一种基于赤泥的冶金球团用钠基膨润土的制备方法》，其中公开了了一种基于赤泥的冶金球团用钠基膨润土的制备方法。(1)将钙基膨润土粉末与赤泥分别碾磨至粒径小于75μm，随后在研磨后的钙基膨润土中添加钙基膨润土质量15～45％的研磨后的赤泥做为钠化改性剂，搅拌混合均匀置于密封袋中，赤泥为取自拜耳法氧化铝工业固废赤泥。(2)将步骤(1)所得研磨后的钙基膨润土与赤泥充分混合、分散均匀，放置15-30天，室温下进行钠化处理，无需添加水分，得钠基膨润土。本发明采用干法，以取自拜耳法氧化铝工业固废赤泥为钠化改性剂，原材料廉价，改性过程在常温下进行，无需添加水分，能耗低，节能环保，制备工艺简单，具有广阔的应用前景，适宜大范围工业生产。

3、该技术方案中所使用的赤泥实际是已经处理过的，但是文件中并未公开如何初步处理这些赤泥，并且专利最后涉及的是产品的检测和检验。所以并未完整公开赤泥的处理方法，现有技术中尤其缺少能高效流水处理赤泥的方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺点，本发明提出一种切实可行的大规模高效率处理赤泥的方法，以较低的成本大规模可持续性地处理赤泥，起到环保的效果。其处理产物也能被再次利用。

2、为达到该目的，本发明一种基于赤泥的球团黏土处理方法，包括所述步骤，

3、预备步骤：取球团黏土原料，加温脱水后进行冷却，破碎形成直径小于1厘米的颗粒；将工业尾料排出的赤泥进行打散；

4、混合步骤：将球团黏土颗粒按照质量比加入到打散的赤泥中，其中球团黏土颗粒占质量百分比为48％-55％，赤泥的质量百分比不低于42％，同时添加质量百分比不低于2％的粘稠剂；该赤泥的质量为不含水分的实际固体质量。

5、加压产出：在模具中以7-10mpa的压力进行压结，一次成型压出片材，所述片材厚度为2-3毫米；片材厚度由压制的模具结构决定。根据后期使用的目的进行调整。

6、陈化晾晒：通过自然晾晒或人工加热方式对加压产出的片材进行陈化处理；

7、后处理：根据使用状况不同进行后处理，包括采用烘干、破碎磨粉，最终形成冶炼建筑原料或工业建筑原料。

8、优选的，所述赤泥在高剪切搅拌机中进行打散，并保持赤泥的流动性。高剪切搅拌机适用于对赤泥泥浆进行强力剪切和混合，以打散团聚物质。该设备通过旋转叶片或高速旋转转子与固定刀片之间的相互作用，将赤泥泥浆内的团聚物体彻底剪切和分散。同时赤泥需要保持流动性避免在加工过程中发生阻塞。

9、优选的，还包括取样步骤，对打散后的赤泥泥浆进行取样并检测其中固体含量，根据该固体含量进行准确的配比。由于赤泥的来源不同，因此同等质量下的赤泥泥浆中的有效成分含量也是不同的。本发明通过对赤泥泥浆进行取样检测来确定其实际的固体含量，便于后期质量配比。同时也可以根据该固体含量调整高剪切搅拌机的转速。

10、优选的，所述混合步骤在纵向管状容器内进行，容器底部设有开关阀门，容器顶部设有加压阀门，进行混合时关闭两个阀门，容器上方侧面开有用于加入打散后的赤泥的第一进料管、用于加入球团黏土颗粒的第二进料管以及用于加入其它添加剂的第三进料管。不同类型的物料通过不同进料管分开进料，能更好控制加入的量，同时也便于进行针对性的维护。

11、优选的，实施混合步骤时首先打开第一进料管进行赤泥的输送，赤泥在容器内厚度达到1.5厘米后计算此时赤泥的流速，并打开第二进料管，根据赤泥的流速按比例加入球团黏土颗粒，确保加入后的每个球团黏土颗粒均被赤泥包裹，第三进料管和第二进料管同时开启。

12、优选的，管状容器底部还设有重力传感器，所述赤泥的厚度通过重力传感器获取的重力计算获得，管状容器内的总重量达到第一预设值时，关闭所有进料管；此时打开管状容器顶部的加压阀门，通过加压阀门对混合物料进行加压，使其充分压缩，直到重力传感器检测到管状容器内的总重量达到第二预设值，此时打开容器底部的开关阀门，使得管状容器内的混合物加速进入到加压设备中。这样不仅能加快输送速度，而且使得进入加压设备的混合物更容易成型。

13、优选的，所述粘稠剂为掺有羧甲基纤维素钠的聚氨酯缔合型增稠剂，所述聚氨酯缔合型增稠剂由聚氨酯预聚体：100份

14、二苯基甲烷二异氰酸酯：5-10份

15、甲苯：1-3份配置而成；

16、聚氨酯缔合型增稠剂和羧甲基纤维素钠的质量比为4：1。

17、羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose sodium)是一种具有多种用途的化学物质，在本发明重配合聚氨酯缔合型增稠剂可以在不同的球团黏土原料基础上发挥不同的效果。

18、优选的，所述片材放置在通风场地中进行陈化晾晒，在自然光照射下保持累计180小时的照射时间；或以每6小时进行翻面在自然光照射下保持累计120小时的照射时间。对于一些后处理要求不高的产品，采用常规的日晒实现陈化晾晒也能满足需求，但是这样的成品效率低，并且对于晾晒的空间要求较高。

19、优选的，包括陈化晾晒设备，所述设备包括三十米长的初加温通道，所述初加温通道两侧设有加温设备，保持初加温通道内的温度在120度，所述初加温通道内带有顶部带有风机，初加温通道连接有多个后处理装置，片材在陈化晾晒设备中处理至含水量低于10％后进入后处理装置。这个装置及其应用方法可以促进赤泥中钠离子和球团黏土中钙离子的加速置换反应，同时可以帮助赤泥中黏土的部分起到膨胀作用。

20、优选的，陈化晾晒设备的加温设备为微波加热装置或红外加热装置。

21、优选的，后处理设备包括烘干机以及破碎磨粉机以及包装设备。

22、优选的，在陈化晾晒前中加入无声工业膨胀剂。

23、不同的冶炼工艺带来的尾料赤泥的含水量也有所不同，本发明主要应用在含水率为25％-35％的赤泥。与现有技术所述的赤泥加工工艺不同，本发明对于赤泥只进行了打散的工序而无需额外的预处理工艺，通过较为简易的工序实现了赤泥的脱碱以及钠化，适用于各种不同的应用场景。同时本发明还利用赤泥替代纯碱对球团黏土进行改性，增加球团黏土的吸水率、膨胀值等性能指标，并且通过添加助剂或者辅料进行调整最终产品的吸水率及膨胀值等性能指标。根据加工的不同球团黏土选择不同的处理工艺，最终产品可以应用到钢材冶炼、建筑板材或建材原料等不同领域中，且符合相应的需求指标，真正实现了变废为宝。