一种赤泥高效资源化利用方法技术

本发明专利技术涉及一种赤泥高效资源化利用方法，该方法包括研磨、水洗、酸浸溶出、保温陈化、循环酸浸溶出、聚合等工艺步骤，可以将赤泥中绝大部分的铝、硅、铁、钙等组分进行分离提取，并分别转化为硅胶、净水剂、石膏等产品，实现了赤泥的全量资源化利用。本发明专利技术提供的方法，可适用于各种类型的赤泥，同时具有工艺流程简单、工艺参数可控性好、经济效益好、无二次废弃物产生、容易实现工业化等优点，为赤泥的大规模减量化利用开辟了一个新途径。减量化利用开辟了一个新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥高效资源化利用方法


[0001]本专利技术涉及一种赤泥高效资源化利用方法，属于固体废弃物资源化


技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝生产过程中产生的极细颗粒强碱性固体废物。按照氧化铝生产工艺的不同，赤泥又可分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥三种类型。据统计，每生产1吨氧化铝，拜耳法排放赤泥0.8～1.5吨，烧结法或联合法排放赤泥1.5～2.5吨。我国作为世界第一大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达7000万吨以上，绝大部分以筑坝堆存的方式进行处置，不仅占用了大量的土地资源，还易造成环境污染，并存在安全隐患。
[0003]为了解决赤泥的排放堆存问题，我国先后出台了《赤泥综合利用指导意见》、《工业绿色发展规划(2016
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2020年)》、《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》等一系列相关政策，用于推动赤泥的综合利用。
[0004]近年来，国内学者针对赤泥的综合利用，开展了大量研究，并取得了众多成果。总体来说，赤泥的综合利用方法可以分为四类：一是提取铝、铁、钛、镓、钪等有价金属元素；二是制备水泥、砖等建筑材料；三是制备环境修复材料(；四是应用于农业领域，例如修复土壤、生产硅钙复合肥等。但现有上述方法存在成本高、工艺复杂、对不同类型赤泥适应性差、处理量小等问题，且多数处于实验室研究阶段。因此，我国赤泥的综合利用规模、综合利用率一直维持在较低水平。究其原因，是缺少一种适用于各种类型赤泥的具有减量化、无害化特点的高效资源化利用方法。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种赤泥高效资源化利用方法，能够使赤泥中绝大部分的铝、铁、硅、钙等有用成分提取出来，并转化为高附加值产品，从而实现赤泥的减量化、资源化和无害化。
[0007](二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0009]一种赤泥高效资源化利用方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：将赤泥研磨处理，研磨后过筛得到赤泥粉末；
[0011]步骤2：将赤泥粉末用水反复清洗，洗去赤泥中的附着碱，过滤后得到清洗后的赤泥的固体；
[0012]步骤3：将清洗后的赤泥用硫酸溶液进行搅拌溶出；
[0013]步骤4：在步骤3中的溶液中通入空气进行曝气反应，曝气之后；过滤分离，得到一次滤液和滤渣，将滤渣干燥获得石膏；
[0014]步骤5：将一次滤液陈化一段时间，然后过滤分离，得到二次滤液和硅胶；二次滤液主要为含铝、铁、钠离子的酸性溶液；
[0015]步骤6：向二次滤液中加入浓硫酸，调整硫酸浓度至1～6mol/L后，循环进行步骤4和步骤5，以此进行一次循环酸浸溶出，得到循环酸浸溶出；
[0016]步骤7：将步骤6所得循环酸浸溶液加入双氧水，不断搅拌，并缓慢加入石灰乳，直至将循环酸浸溶液的pH值调节至1.5～4.5时，在一定温度条件下搅拌一定时间后过滤分离，得到聚合硫酸铝铁净水剂和石膏。
[0017]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤1中，研磨后过筛为200～300目的筛网后的赤泥粉末，所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥或联合法赤泥中的任一种、两种或三种的混合。
[0018]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤2中，用水清洗后的pH值为中性，停止清洗。
[0019]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤3中，硫酸溶液的浓度为1～6mol/L，所述硫酸溶液与赤泥按液固比为4～15:1进行加入，搅拌溶出时间为1～10min。
[0020]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤4中，通入空气的流量为30～60mL/min，曝气反应时间为60～100min。
[0021]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤4中，滤渣干燥的温度为60～80℃，时间为1～2h。
[0022]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤5中，所述陈化在水浴中进行，水浴温度为常温～100℃，陈化时间0.5～10h。
[0023]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤6中，浓硫酸的浓度为8～15mol/L，所涉及的相关工艺参数分别与步骤4和步骤5中的相应参数取值相同。
[0024]如上所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤7中，双氧水的加入量为次泥中亚铁离子的摩尔比为1：2，搅拌5～10min后，加入石灰乳。
[0025]所述的赤泥高效资源化利用方法，优选地，在步骤7中，所述石灰乳中Ca(OH)2的质量分数为10～40％；在45～95℃温度条件下搅拌0.5～5h。
[0026](三)有益效果
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术提供的赤泥高效资源化利用方法，可将赤泥进行全量化处理，并将其中的铝、铁、硅、钙等有用成分转化为净水剂、硅胶、石膏等产品，实现赤泥的高效资源化利用。其中，硅胶既可直接用作保水剂，也可进一步加工成水玻璃、白炭黑等高附加值硅产品，应用范围广泛。
[0029]本专利技术提供的赤泥高效资源化利用方法，可适用于各种类型的赤泥，同时具有工艺流程简单、工艺参数可控性好、经济效益好、反应没有有害物质排出，也无二次废弃物产生、容易实现工业化等优点，为赤泥的大规模减量化利用开辟了一个新途径。
具体实施方式
[0030]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中采用的赤泥为山西河津氧化铝厂的烧结法赤泥，通过常规化学测定方
法测得其主要化学组分为：SiO2：30.53％，Al2O3：22.43％，Fe2O3：7.78％，CaO：27.25％，FeO：5.4％。
[0033]一种赤泥高效资源化利用方法，包括如下步骤：
[0034]步骤1：将赤泥进行研磨处理，研磨后过200目筛得到赤泥粉末，
[0035]步骤2：将赤泥粉末用水反复清洗，洗去赤泥中的附着碱，洗涤水的pH值为中性后，停止清洗，过滤后，弃去滤液，得清洗后的赤泥；
[0036]步骤3：按照液固比为4：1加入浓度为6mol/L的硫酸溶液加入清洗后的赤泥，将溶液进行搅拌溶出1min；
[0037]步骤4：之后通入空气进行曝气反应，通入空气的流量为速为40mL/min，曝气时间为100min之后；过滤分离，得到一次滤液和滤渣，将滤渣在80℃干燥90min获得石膏；其中，一次滤液主要为含硅、铝、铁、钠的酸性溶液；
[0038]硫酸溶液与赤泥中的主要组分发生如下反应：
[0039]Al2O3+3H2SO4+aq＝Al2(SO4)3+3H2O+aq
[0040]Fe2O3+3H2SO4+aq＝Fe2(SO4)3+3H2O+aq
[0041]CaO+H2SO4+aq＝CaSO4↓...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥高效资源化利用方法，包括以下步骤：步骤1：将赤泥研磨处理，研磨后过筛得到赤泥粉末；步骤2：将赤泥粉末用水反复清洗，洗去赤泥中的附着碱，过滤后得到清洗后的赤泥的固体；步骤3：将清洗后的赤泥用硫酸溶液进行搅拌溶出；步骤4：在步骤3中的溶液中通入空气进行曝气反应，曝气之后；过滤分离，得到一次滤液和滤渣，将滤渣干燥获得石膏；步骤5：将一次滤液保温陈化一段时间，然后过滤分离，得到二次滤液和硅胶；二次滤液主要为含铝、铁、钠离子的酸性溶液；步骤6：向二次滤液中加入浓硫酸，调整硫酸浓度至1～6mol/L后，循环进行步骤4和步骤5，以此进行一次循环酸浸溶出，得到循环酸浸溶出；步骤7：将步骤6所得循环酸浸溶液加入双氧水，不断搅拌，并缓慢加入石灰乳，直至将循环酸浸溶液的pH值调节至1.5～4.5时，在一定温度条件下搅拌一定时间后过滤分离，得到聚合硫酸铝铁净水剂和石膏。2.如权利要求1所述的赤泥高效资源化利用方法，其特征在于，在步骤1中，研磨后过筛为200～300目的筛网后的赤泥粉末，所述赤泥为拜耳法赤泥、烧结法赤泥或联合法赤泥中的任一种、两种或三种的混合。3.如权利要求1所述的赤泥高效资源化利用方法，其特征在于，在步骤2中，用水清洗后的pH值为中性，停止清洗。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘爱芳，马昱昭，孙悦，马润勇，
申请(专利权)人：潘爱芳，
类型：发明
国别省市：