一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法及装置制造方法及图纸

一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法及装置，涉及赤泥利用过程余热利用技术领域，包括以下步骤：将赤泥与生物质和石灰破碎磨细，采用涡流式矿浆化槽内

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法及装置


[0001]本专利技术涉及赤泥利用过程余热利用
，具体涉及一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法及装置
。

技术介绍

[0002]目前工业上主要采用拜耳法工艺生产氧化铝，拜耳法处理铝土矿，会产生大量的高碱赤泥
。
目前主要是采用筑坝堆存的处置方式，由于赤泥中含有大量的强碱性化学物质，在堆存过程中不仅占用大量土地，还存在土地碱化
、
地下水污染以及赤泥库溃坝等风险
。
[0003]CN112609074A
的中国专利技术专利公开了“一种从拜耳法赤泥中回收铁铝钠的方法”，将赤泥与特定的矿化剂和还原剂按比例混合压块后，经高温还原磁化
‑
盐化焙烧，焙烧产物先磁选再用稀碱溶液浸出
。
该方法最终从赤泥中分离出铁精矿和铝酸钠溶液，铁精矿可供炼钢原料，铝酸钠溶液可返回氧化铝厂进一步回收氧化铝
。
[0004]CN112520769A
的中国专利技术专利公开了一种“利用水泥厂废烟气及其余热进行赤泥脱碱同时回收氧化铝的工艺及装置”，综合利用了水泥厂余热及废烟气，通过酸碱处理及
Ca
2+
离子交换法提取赤泥中钠盐和氧化铝
。
[0005]CN103934258A
的中国专利技术专利公开了一种“钙化
‑
碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法”，其是将拜耳法赤泥与铝酸钙或石灰混合后，在高浓度碱液中进行钙化脱碱转型钙化渣再经过碳化得到碳化渣，再经低温溶铝
、
沉铝等工序得到铝酸钙产品，铝酸钙返回赤泥钙化脱碱转型过程循环使用
。
但是，单一钙化过程尽管可有效破坏原赤泥的水合铝硅酸钠相，得到理论上不含碱的硅钙型渣相，但铁相也会转化为铁水化石榴石相，导致后续选铁效率偏低
。
[0006]CN109970368A
的中国专利技术专利公开了一种“一种高铁赤泥涡流熔融还原脱碱提铁直接水泥化的方法”，将脱水赤泥与固态碳质还原剂和造渣剂混料制成混合料，在涡流搅拌高温炉内进行涡流搅拌还原，还原后形成的铁水可制成耐磨铸铁产品，熔融渣空冷后破碎和研磨制成水泥熟料
。
[0007]综上所述，目前，尽管氧化铝工业关于赤泥利用的研究众多，但是得到的赤泥仍然就有高碱性，高碱赤泥仍无法一步实现大宗化无害化利用，对于赤泥的堆存问题仍然未能得到妥善解决
。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本专利技术提供一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法及装置
。
[0009]一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，主要包括以下步骤：
[0010]将赤泥与生物质和钙质化合物破碎磨细，采用涡流式矿浆化槽与循环母液
(
或碱液
)
快速混合，混合矿浆采用隔膜泵输送进入换热器，并采用溶出后矿浆预热混合矿浆至
140℃
～
180℃
；
[0011]混合矿浆进入换热器采用新蒸汽加热到
280℃
，然后进入停留罐反应；
[0012]溶出后矿浆进入换热器，继续加热新的混合矿浆；
[0013]换热后溶出矿浆进入涡流快速沉降槽进行固液分离，清液并入氧化铝生产系统，转型赤泥经磁选机选铁，选出铁精粉用作钢铁企业制备成碱性球团或烧结配矿使用；尾渣做建材原料
。
[0014]所述步骤中，生物质
、
赤泥和钙质化合物破碎磨细至
100
～
200
目，所述钙质化合物为石灰，物料配比满足：氧化钙与氧化硅的质量比
(
钙硅比
)
为
(0.5
～
4):1
；所述氧化硅是指体系中总氧化硅质量，其包括赤泥中含有的氧化硅和石灰中含有的氧化硅；所述生物质为粗木薯粉
、
马铃薯粉
、
玉米淀粉
、
蔗渣
、
麦麸以及稻秆中的一种或几种混合，生物质占矿浆中固体质量的
0.4
％～2％；矿浆液固比＝
5:1
～
10:1。
[0015]所述步骤中，在涡流式矿浆化槽进行物料混合，搅拌速度为
150
～
400rpm
，通过产生方向向下的涡流促使生物质
、
石灰能够快速卷吸进入赤泥矿浆中，使混合速度比常规混合装置提高2～5倍
。
[0016]所述步骤中，采用的循环母液或碱液，碱浓度为
200
～
350g/L
，其中，母液中苛性比值
α
k
＝2～
20。
[0017]所述步骤中，混合矿浆进入换热器，用新蒸汽加热至
280℃
，在停留罐中停留反应
30
～
120min
，完成钙化生物质化转型过程，利用生物质将矿浆中赋铁相转型为磁铁矿进入渣相，利用钙质化合物使平衡固相中赋碱相转化成无碱固相
。
[0018]所述步骤中，转型后的高温矿浆进入换热器换热后，进入涡流快速沉降槽，其带有旋转磁性机构，通过电磁感应线圈产生的旋转磁场可带动转型渣中磁性含铁相旋转，磁场强度为
80
～
300mT
，涡流方向为旋转向下，旋转磁场的转速范围是
20
～
200pm
，形成涡流提升沉降效果，沉降速度比常规混合装置提高
100
％～
300
％，同时电磁感应线圈产生的涡流作用可将絮凝剂快速卷吸进入赤泥矿浆，固液混合速度比常规混合装置提高
100
％～
150
％，抑制料浆二次反应
。
[0019]所述步骤中，溶出后矿浆通过换热器将溶出前混合矿浆预热至
140℃
～
180℃
，而后进入换热器，被新蒸汽加热到
280℃
，进入停留罐反应，上述工艺可以取消闪蒸设备，并实现矿浆余热利用，减少新蒸汽用量
。
[0020]所述步骤中，经过涡流快速沉降槽后生成的转型赤泥经磁选机选铁，铁收率大于
60
％以上，选出铁精粉用作钢铁企业制备成碱性球团或烧结配矿使用；尾渣做建材原料
。
[0021]本专利技术还提供一种赤泥钙化生物质转型与热量利用装置，用以实现上述一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，所述装置包括：涡流式矿浆化槽，隔膜泵，换热器，换热器，停留罐，涡流快速沉降槽和磁选机
。
其中，涡流式矿浆化槽的出料口与隔膜泵的进料口相连，隔膜泵的出料口与换热器的一个进料口相连，换热器的一个出料口与换热器的进料口相连，换热器的另一个进料口与停留罐的出料口相连，换热器的另一个出料口与涡流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：将赤泥与生物质和钙质化合物破碎磨细，采用涡流式矿浆化槽
(1)
与循环母液或碱液快速混合，混合矿浆采用隔膜泵
(2)
输送进入换热器
(3)
，并采用溶出后矿浆预热混合矿浆至
140℃
～
180℃
；混合矿浆进入换热器
(4)
采用新蒸汽加热到
280℃
，然后进入停留罐
(5)
反应；溶出后矿浆进入换热器
(3)
，继续加热新的混合矿浆；换热后溶出矿浆进入涡流快速沉降槽
(6)
进行固液分离，清液并入氧化铝生产系统，转型赤泥经磁选机
(7)
选铁，选出铁精粉用作钢铁企业制备成碱性球团或烧结配矿使用；尾渣做建材原料
。2.
根据权利要求1所述的一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，其特征在于，所述步骤中，生物质
、
赤泥和钙质化合物破碎磨细至
100
～
200
目；所述钙质化合物为石灰，物料配比满足：氧化钙与氧化硅的质量比为
(0.5
～
4):1
；所述氧化硅是指体系中总氧化硅质量，包括赤泥中含有的氧化硅和石灰中含有的氧化硅；所述生物质为粗木薯粉
、
马铃薯粉
、
玉米淀粉
、
蔗渣
、
麦麸以及稻秆中的一种或几种混合，生物质占矿浆中固体质量的
0.4
％～2％；矿浆液固比＝
5:1
～
10:1。3.
根据权利要求1所述的一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，其特征在于，所述步骤中，在涡流式矿浆化槽
(1)
进行物料混合，搅拌速度为
150
～
400rpm
，通过产生方向向下的涡流促使生物质
、
石灰能够快速卷吸进入赤泥矿浆中
。4.
根据权利要求1所述的一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，其特征在于，所述步骤中，采用的循环母液或碱液，碱浓度为
200
～
350g/L
，其中，母液中苛性比值
α
k
＝2～
20。5.
根据权利要求1所述的一种赤泥钙化生物质转型与热量利用的方法，其特征在于，所述步骤中，混合矿浆进入换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张廷安，王龙，吕国志，王一雍，刘燕，豆志河，张子木，王坤，
申请(专利权)人：东大有色固废技术研究院辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：