[發(fā)明專利]用弗雷德鹽改性赤泥作為重金屬絮凝?吸附劑的生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510380363.7
• 申請(qǐng)日: 2015-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN104998599B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章興華;陸鋒;周麗蕓;農(nóng)成龍;陸洋;李占彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西平果鋒華科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/02
• 分類號(hào): B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/52;C02F1/62
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用弗雷德鹽改性赤泥作為重金屬絮凝-吸附劑的生產(chǎn)方法，屬于赤泥利用及凈水劑與重金屬污染土壤修復(fù)劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排出的固體廢渣，具有強(qiáng)堿性，為污染性廢渣，因含大量氧化鐵呈紅色而被稱為赤泥。中國作為世界第4 大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬噸。由于礦石品位、生產(chǎn)方法和技術(shù)水平的不同，每生產(chǎn)一噸氧化鋁大約要排放0.3-2.5t 赤泥，隨著鋁土礦品位的逐年遞減，生產(chǎn)噸氧化鋁的赤泥排放量也逐年遞增。

赤泥的化學(xué)組成如下面表1所示：

表1 廣西平果鋁業(yè)公司赤泥的化學(xué)組成 (wt％)

Fe2O3 Al2O3CaOSiO2TiO2Na2OA/S N/S

42.10 16.1114.808.618.063.531.870.41 2010年數(shù)據(jù)

35.617.3 14.1410.83.0 5.701.600.53 2014年數(shù)據(jù)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2010 年我國氧化鋁產(chǎn)量就達(dá)到了2896 萬噸，共產(chǎn)生赤泥3537.4 萬噸，即每生產(chǎn)1 噸氧化鋁就產(chǎn)生赤泥1.2 噸以上，其中燒結(jié)法赤泥占18.1%，拜耳法赤泥占81.9%。與燒結(jié)法赤泥相比，拜耳法赤泥的利用難度更大，這是由于使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中，拜耳法赤泥的主要組分是水合硅鋁酸鈉，因此拜耳法赤泥中的堿及氧化鋁含量普遍高于燒結(jié)法赤泥,拜耳法赤泥中較高的堿含量增加了其在大宗產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的難度。目前，我國赤泥綜合利用率僅4%，累積堆存量已達(dá)幾億噸。國內(nèi)生產(chǎn)氧化鋁的企業(yè)多將赤泥干燥脫水后堆存，不僅占用了大量土地，還造成了堿性物質(zhì)向地下滲透，造成地下水體和土壤污染；裸露赤泥形成的粉塵隨風(fēng)飄散，也會(huì)污染大氣，對(duì)人類和動(dòng)植物的生存造成負(fù)面影響，惡化生態(tài)環(huán)境。因此，如何處理氧化鋁生產(chǎn)過程排放的大量赤泥，減少環(huán)境污染是氧化鋁行業(yè)急需解決的難題。

傳統(tǒng)的利用方法是以強(qiáng)酸在高溫加壓條件下浸出赤泥中的有效成分鋁、鐵，但這些方法都存在能耗高、資源利用率低、成本高的問題。

赤泥含有豐富的鐵、鋁和鈣的氧化物，它們作為吸附劑和絮凝劑應(yīng)用到水處理中都能有效去除水中的重金屬離子、無機(jī)陰離子、有機(jī)染料和有機(jī)污染物等。但是直接利用原狀赤泥作為吸附劑，其吸附能力有限，人們主要采取酸活化、熱處理、鐵改性等預(yù)處理方法來提高其吸附能力，如何尋找廉價(jià)并且高效的改性方法是推進(jìn)赤泥應(yīng)用的重要的研究方向。

以金屬無機(jī)鹽作為活化劑，是目前國內(nèi)外對(duì)赤泥進(jìn)行改性研究的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域，主要是通過物理及化學(xué)方式，改變赤泥的空間結(jié)構(gòu)以及化學(xué)成分的組成和含量。如中國專利文獻(xiàn)所公開的專利號(hào)為ZL200410067225.5、 ZL200410073453.3和ZL201110275030.X的技術(shù)方案中，在前兩個(gè)專利文獻(xiàn)（專利號(hào)：ZL200410067225.5、ZL200410073453.3） 的技術(shù)方案中，將赤泥與堿土金屬氧化物或氫氧化物混合進(jìn)行焙燒，形成雙金屬氧化物，然后根據(jù)“結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng)”用碳酸鹽與雙金屬氧化物反應(yīng)生成水滑石。而在后一個(gè)專利文獻(xiàn)（專利號(hào)：ZL201110275030.X）所公開的工藝方法中，則是用熟石灰在加溫條件下對(duì)赤泥進(jìn)行鈣化轉(zhuǎn)型脫除鈉堿，然后在加壓條件下通入CO₂反應(yīng)與鐵礦物分離分別回收其中的鋁和鐵。這幾個(gè)專利的技術(shù)方案主要存在著流程長、能耗高、資源利用不全等主要問題；而現(xiàn)有技術(shù)中其他公開的赤泥改性報(bào)道均只是涉及其表面特性的變化，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。因此，現(xiàn)有公開的以赤泥為原料改性生產(chǎn)污水凈化劑或作為土壤修復(fù)劑的方法都不夠理想，不能滿足使用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種制作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、能夠充分利用工業(yè)廢渣赤泥中的各種有效成分、并且操作性強(qiáng)的用弗雷德鹽改性赤泥作為重金屬絮凝-吸附劑的生產(chǎn)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種用弗雷德鹽改性赤泥作為重金屬絮凝-吸附劑的生產(chǎn)方法為：用磨成細(xì)粉的固態(tài)赤泥與含Ca:Al摩爾比為4:1的弗雷德鹽乳液按質(zhì)量比為1:（0.2～0.9)的量置于反應(yīng)器中并加入水混合，在常溫常壓和pH＞10、水固比為1～4:1的條件下，進(jìn)行強(qiáng)攪拌混合反應(yīng)，持續(xù)攪拌0.5～1.5小時(shí)后得混合料，將混合料靜置陳放熟化不小于20小時(shí)后，將固相與澄清液分離，即可得到微納結(jié)構(gòu)的針狀與層狀相互包裹的脫鈉弗雷德鹽改性赤泥，該改性赤泥即可作為重金屬絮凝-吸附劑使用。