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一种拜耳法赤泥回填的方法.pdf

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一种 拜耳法赤泥 回填 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910102662

申请日:

20190201

公开号:

CN109626849A

公开日:

20190416

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C04B7/24 主分类号: C04B7/24
申请人: 东北大学
发明人: 张廷安;吕国志;张子木;王艳秀;张伟光;刘燕;豆志河
地址: 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
优先权:
专利代理机构: 21109 代理人: 宁佳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910102662

授权公告号:

法律状态公告日:

20190416

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种拜耳法赤泥回填的方法,属于环境保护技术领域,包括如下步骤:将拜耳法生产氧化铝产生赤泥,与聚氯乙烯生产过程产生的电石渣及水混合,经保?#36335;?#24212;和固液分离后,?#21512;?#36820;回拜耳法系统,固相通过添加凝胶剂处理后,转化为硅酸?#25991;?#33014;,并作为矿坑填料回填使用。本发明方法可实现拜耳法赤泥和电石渣的综合处理,处理后的赤泥直接进行回填处理,解决了拜耳法赤泥和电石渣的堆存问题,具有显著的环保、经济意义。

权利要求书

1.一种拜耳法赤泥回填的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将拜耳法赤泥、电石渣与水混合,形成浆料,在20~160℃的搅拌混合条件下,反应5~120min,生成矿浆,其中,所述的电石渣与赤泥的添加比例按照∶浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为(1~5)∶1添加,水的添加比例按照∶浆料的液固比为(2~15)∶1添加; (2)将反应后得到的矿浆进行固液分离,获得?#21512;?#21644;固相,其中,?#21512;?#36820;回拜耳法系统,固相处理后形成硅酸?#25991;?#33014;,用于矿坑回填,具体处理过程为:将固相与凝胶剂混合,形成硅酸?#25991;?#33014;。 2.根据权利要求1所述的一种拜耳法赤泥回填的方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,凝胶剂为盐酸、硫酸铵、水玻璃或膨润土中的一种或几种,凝胶剂的添加量为固相总质量的1~20%。 3.根据权利要求1所述的一种拜耳法赤泥回填的方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,固相中氧化钠含量低至0.73%以下。

说明书


一种拜耳法赤泥回填的方法
技术领域:


本发明属于环境保护技术领域,具体涉及一种拜耳法赤泥回填的方法。


背景技术:


铝是我国有色金属冶金行业中的支柱产业,截止2017年,我国原铝产能达到3000
万吨以上,氧化铝产能接近7000万吨,占全球产量的50%左右。目前我国氧化铝80%以上是
采用拜耳法生产的,铝土矿中的含硅相在拜耳法生产氧化铝过程中会转化水合硅?#20102;?#38048;
(Na
2O·Al
2O
3·1.7SiO
2·nH
2O),即矿物中1公斤的氧化硅与0.608公斤的碱结合,产生的高
碱赤泥无法应用于水泥等大宗工业之中。


干法乙炔生产聚氯乙烯过程中会产生大量的电石渣,电石渣是电石水解反应的副
产品,主要化学成分为Ca(OH)
2,具有很强的碱性,并含有硫化物、磷化物及其它杂?#30465;?#37319;用
干法生乙炔生产1吨PVC树脂可产生1.8-2吨电石渣,是PVC树脂生产过程中最大的废渣。


电石渣运用于氧化?#36797;?#20135;有很多公司进行过试研究,例如公开号为CN101708859B
的中国发明专利公开了一种电石渣代替石灰用于拜耳法氧化?#36797;?#20135;的工艺。虽然电石渣的
成?#31181;?#35201;是Ca(OH)
2,与熟石?#39029;?#20998;一样,但是由于活性的问题,电石渣代替石灰影响比较
大,造成氧化铝溶出效果变差等问题。公开号为CN104988304A的中国发明专利将赤泥、电石
渣和还原剂混合后进行焙烧处理,经分离回收其中的铁,该方法需经过高温处理,能耗较
高。


发明内容:


本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足,提供一种拜耳法赤泥回填的方
法。


为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


(1)将拜耳法赤泥、电石渣与水混合,形成浆料,在20~160℃的搅拌混合条件下,
反应5~120min,生成矿浆,其中,所述的电石渣与赤泥的添加比例按照:浆料中氧化钙与氧
化硅组分的质量比为(1~5)∶1添加,水的添加比例按照:浆料的液固比为(2~15)∶1添加;


所述的步骤(1)中,混合浆料主要反应如下:


Na
2O·Al
2O
3·1.7SiO
2·nH
2O+Ca(OH)
2→3CaO·Al
2O
3·xSiO
2·(6-2x)H
2O+NaOH
(1)


(2)将反应后得到的矿浆进行固液分离,获得?#21512;?#21644;固相,其中,?#21512;?#36820;回拜耳法
系统,固相处理后形成硅酸?#25991;?#33014;,用于矿坑回填,具体处理过程为:将固相与凝胶剂混合,
形成硅酸?#25991;?#33014;。


所述的步骤(2)中,凝胶剂为盐酸、硫酸铵、水玻璃或膨润土中的一种或几种,凝胶
剂的添加量为固相总质量的1~20%。


所述的步骤(2)中,固相中氧化钠含量低至0.73%以下。


本发明的有益效果:


(1)本发明的拜耳法赤泥回填的方法可同时消纳拜耳法赤泥和聚氯乙烯产生的电
石渣,实现多种固废协同处理;


(2)采用本发明的方法获得的尾渣固相可直接用作矿坑回填,同时解决矿坑和尾
渣处置问题。


具体实施方式:


下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。


本发明实施例1~5中采用的赤泥成分按质量百分比为:Al
2O
3 18.15%,SiO
2
17.17%,Na
2O 6.73%,Fe
2O
3 25.14%,余量为酌减水、TiO
2及其他杂质;


本发明实施例1~5中采用的电石渣成分按质量百分比为:CaO 66.44%,SiO
2
3.01%,Al
2O
3 3.79%,Fe 0.31%,其余为化合水及其他杂?#30465;?br>

实施例1


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


将拜耳法赤泥、电石渣及清水混合,形成混合浆料,在20℃的搅拌混合条件?#36335;?#24212;
120min。其中,电石渣与赤泥的混合比例按照:浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为5∶1
添加,清水的添加比例按照:浆料的液固比为2∶1添加。将反应后得到的矿浆固液分离,所得
的?#21512;?#36820;回拜耳法系统,所得的固相中氧化钠含量降至0.73%,固相与盐酸混合后,作为矿
坑填料回填使用,盐酸添加量按HCl质量占固相总质量的1%添加。


实施例2


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


将拜耳法赤泥、电石渣及清水混合,形成混合浆料,在160℃的搅拌混合条件?#36335;?br>应5min。其中,电石渣与赤泥的混合比例按照:浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为1∶1
添加,清水的添加比例按照:浆料的液固比为15∶1添加。将反应后得到的矿浆固液分离,所
得的?#21512;?#36820;回拜耳法系统,所得的固相中氧化钠含量降至0.52%,固相与盐酸、硫酸铵混合
后,作为矿坑填料回填使用,其中盐酸与硫酸铵的质量比为6∶4,盐酸中HCl与硫酸铵的总质
量在固相中总质量的占比为10%。


实施例3


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


将拜耳法赤泥、电石渣及清水混合,形成混合浆料,在120℃的搅拌混合条件?#36335;?br>应30min。其中,电石渣与赤泥的混合比例按照:浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为3∶1
添加,清水的添加比例按照:浆料的液固比为5∶1添加。将反应后得到的矿浆固液分离,所得
的?#21512;?#36820;回拜耳法系统,所得的固相中氧化钠含量降至0.35%,固相与水玻璃混合后,作为
矿坑填料回填使用,其中水玻璃在固相中总质量的占比为5%。


实施例4


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


将拜耳法赤泥、电石渣及清水混合,形成混合浆料,在80℃的搅拌混合条件?#36335;?#24212;
60min。其中,电石渣与赤泥的混合比例按照:浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为3∶1添
加,清水的添加比例按照:浆料的液固比为10∶1添加。将反应后得到的矿浆固液分离,所得
的?#21512;?#36820;回拜耳法系统,所得的固相中氧化钠含量降至0.27%,固相与盐酸、膨润土混合
后,作为矿坑填料回填使用,其中盐酸与膨润土的质量比为1∶9,盐酸中HCl与膨润土的总质
量在固相中总质量的占比为20%。


实施例5


一种拜耳法赤泥回填的方法,包括以下步骤:


将拜耳法赤泥、电石渣及清水混合,形成混合浆料,在130℃的搅拌混合条件?#36335;?br>应60min。其中,电石渣与赤泥的混合比例按照:浆料中氧化钙与氧化硅组分的质量比为5∶1
添加,清水的添加比例按照:浆料的液固比为15∶1添加。将反应后得到的矿浆固液分离,所
得的?#21512;?#36820;回拜耳法系统,所得的固相中氧化钠含量降至0.13%,固相与盐酸、膨润土混合
后,作为矿坑填料回填使用,其中盐酸与膨润土的质量比为2∶8,盐酸中HCl与膨润土的总质
量在固相中总质量的占比为12%。


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