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一种强化赤泥固液分离的方法技术

技术编号:30166850 阅读:2 留言:0更新日期:2021-09-25 15:23
本发明专利技术公开了一种强化赤泥固液分离的方法,属于赤泥固液分离技术领域。本发明专利技术以赤泥泥浆为原料,依次通过稀释、加入表面亲疏水调控剂、加入电性调整剂、加入絮凝剂、固液分离,即可显著加快赤泥固液分离,有效降低溢流浊度和赤泥的含水率。本发明专利技术不仅可以实现赤泥的快速低成本固液分离,而且可以有效降低溢流浊度和赤泥的含水率,增大对赤泥中碱液及铝酸钠溶液的回收率,加大赤泥尾矿库的有效库容,减小赤泥泥浆外渗的可能及危险事故发生的可能。同时药剂用量少,工业利用成本低,应用范围广,符合绿色环保理念。合绿色环保理念。

【技术实现步骤摘要】
一种强化赤泥固液分离的方法


[0001]本专利技术属于赤泥固液分离
,具体涉及一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种强碱性工业固体废弃物。据估算,每生产1吨氧化铝会产生1.0~1.5吨赤泥。我国作为世界最大的氧化铝生产国,赤泥年产量已超1亿吨。但我国赤泥的利用率较低,仅为4%。高产量、低利用率使得我国的赤泥难以处理,目前多以筑坝堆存为主。由于固液分离的高成本,赤泥的筑坝堆存又多以湿法堆存为主。湿法堆存会造成严重的环境污染,且赤泥泥浆易渗漏造成溃坝等重大事故。随着固液分离技术与设备的发展和进步,目前赤泥的堆存方法有由湿法堆存向干法堆存转变的趋势。但赤泥的高细度、表面荷电等物化性质使得赤泥固液分离存在分离效率慢、溢流浊度高、赤泥含水率高等问题,严重阻碍赤泥的固液分离,是氧化铝行业亟需解决的问题之一。
[0003]赤泥的粒度极细,其平均粒径小于10微米,90%以上的赤泥颗粒粒度小于75微米,一部分赤泥颗粒甚至接近于胶体的大小,使得赤泥依靠自身重力极难沉降。且赤泥浆液组成复杂,赤泥粒子之间、赤泥粒子与溶液之间存在着复杂的物理化学作用,这些作用也同样严重制约着赤泥的固液分离。如荷电的赤泥颗粒会被大量离子包围,并会吸附其中一些离子和水形成稳定的双电层结构,同时荷电的赤泥颗粒间会发生静电排斥。这些作用会使赤泥浆液性质稳定,仅依靠其自身的重力很难沉降,造成赤泥中的大量碱液及铝酸钠溶液回收困难。同时赤泥的高比表面积和表面荷电性会使赤泥颗粒表面吸附大量的水分子,使得赤泥底流含水率较高,赤泥尾矿库的有效库容减少,且使得赤泥泥浆渗漏的可能性增加。
[0004]要实现赤泥快速高效固液分离,必须改变赤泥泥浆的溶液性质,破坏其稳定性。目前常采用添加高效絮凝剂的方式来改善赤泥的固液分离。随着科学技术的发展,已研发出了许多种类的高效絮凝剂,但使用最多的是聚丙烯酸(盐)类和聚丙烯酰胺类聚合物。其机理是絮凝剂在溶液中展开并形成网状结构,通过架桥作用对微细粒赤泥颗粒进行捕捉,使微细粒赤泥颗粒聚集并团聚形成粒径较大的絮团,从而改善赤泥的固液分离。但絮凝剂的网状结构在捕捉微细赤泥颗粒的同时,也会捕捉一些水分子,使得这些絮凝剂使用过程中存在溢流澄清度不高、底流含水率较高等问题。
[0005]经查阅文献,目前的研究机构和学者大多着手于对常用的高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠)进行疏水改性处理。几乎没有研究通过电性及亲疏水性调控协同絮凝剂强化赤泥的固液分离。专利技术人针对赤泥的物化性质,通过依次添加表面亲疏水调整剂、电性调整剂和组合絮凝剂来有效地强化赤泥的固液分离。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种通过界面化学调控协同混合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,不仅可以加快赤泥固液分离的速度,还可以有效降低溢流浊度和赤泥的含水率,增
大对赤泥碱液及氧化铝的回收率,增大赤泥尾矿库的有效库容,减小赤泥泥浆外渗的可能。此外,本专利技术药剂用量少,应用成本低,且对环境危害较小,应用范围广,符合绿色环保理念。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,其包括以下步骤:
[0009](1)对赤泥原浆进行稀释并将其搅拌均匀,得到待处理浆料;
[0010](2)向待处理浆料中加入适量的表面亲疏水性调控剂,并使其与赤泥泥浆作用一段时间;
[0011](3)向第二步处理后的赤泥泥浆中加入适量的电性调整剂,并使其与赤泥泥浆作用一段时间;
[0012](4)向第三步处理后的赤泥泥浆中加入适量的絮凝剂,使其与赤泥泥浆作用一段时间,固液分离。
[0013]在本专利技术中,通过步骤(1)~(4)中各步骤以及各步骤中参数的协同作用,即可在实现赤泥快速高效固液分离的同时,有效降低赤泥的含水率和溢流浊度。
[0014]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,
[0015]步骤(1)中将赤泥泥浆与水按质量比为(1~2):(3~10)混合,并搅拌均匀,使稀释后的赤泥浓度达5%~10%。
[0016]本专利技术对赤泥原浆进行稀释的目的是为了调整赤泥泥浆体系的黏度、pH值及赤泥固含量等物理性能,改善赤泥泥浆的固液分离体系。
[0017]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,
[0018]步骤(2)中表面亲疏水性调整剂的掺量为赤泥干重量的0.01%~0.25%,并使其与赤泥泥浆作用5~30min。作用时转速200

1000r/min,优选300

800r/min,进一步优选先在800r/min处理5min,然后在300r/min处理3min。
[0019]本专利技术在该步骤添加表面亲疏水性调控剂的目的是对赤泥微细粒进行适当的亲疏水调控,一方面可更多地回收赤泥中的碱液及铝酸钠溶液,另一方面可有效地降低赤泥的含水率,增大赤泥泥浆的固含量,增大赤泥尾矿库的有效库容,减小赤泥泥浆外渗的可能。
[0020]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,表面亲疏水调控剂选自蒽系减水剂(杂环烃类表面活性剂)、木质素磺酸钙、萘系减水剂(芳香烃类表面活性剂)、三聚氰胺密胺型减水剂(杂环烃类表面活性剂)、聚羧酸减水剂(脂肪酸类表面活性剂)、油酸钠、十二胺中的至少一种;优选为蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂的至少一种。蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂的主要作用基团分别为蒽基、萘基、羧基。
[0021]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,
[0022]步骤(3)中电性调整剂的掺量为赤泥干重量的0.1%~2%;并使其与赤泥泥浆作用5~30min。作用时转速200

1000r/min,优选600

800r/min。
[0023]本专利技术添加电性调整剂的目的是,在不影响泥浆体系的情况下,加快赤泥固液分离的速度。
[0024]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,电性调整剂选自氧化钙、硫酸钙、氯化钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁中的至少一种,其中最佳的电性调整剂为氧化钙、聚合氯化铝铁中的至少一种。
[0025]本专利技术一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,步骤(4)中絮凝剂的掺量为40g/t

200g/t赤泥干重量,并使其与赤泥泥浆作用5~30min,即可实现赤泥的快速高效固液分离,同时可有效降低赤泥的含水率和溢流浊度。作用时转速200

1000r/min,优选300

800r/min,进一步优选先在800r/min处理5min,然后在300r/min处理3min。
[0026]本专利技术在该步骤添加絮凝剂的目的是,在不影响赤泥泥本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化赤泥固液分离的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对赤泥原浆进行稀释并将其搅拌均匀,得到待处理浆料;(2)向待处理浆料中加入表面亲疏水性调整剂,并使其与赤泥泥浆作用一段时间;(3)向第二步处理后的赤泥泥浆中加入电性调整剂,并使其与赤泥泥浆作用一段时间;(4)向第三步处理后的赤泥泥浆中加入絮凝剂,使其与赤泥泥浆作用一段时间,并进行固液分离。2.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(1)中将赤泥泥浆与水按质量比为(1~2):(3~10)混合,并搅拌均匀,使稀释后的赤泥浓度达5~10%。3.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(2)中表面亲疏水性调整剂的掺量为赤泥干重量的0.01%~0.25%,并使其与赤泥泥浆作用5~30min。4.如权利要求3所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:表面亲疏水调控剂选自蒽系减水剂、木质素磺酸钙、萘系减水剂、三聚氰胺密胺型减水剂、聚羧酸减水剂、油酸钠、十二胺中的至少一种;优选为蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员:王丽曾华唐鸿鹄曹建吕斐孙伟
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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