[發明專利]一種促進拜耳法赤泥大團聚體形成的方法

有效

• 申請號: 201711190786.8
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108017075B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 薛生國;吳川;王瓊麗;朱鋒;葉羽真
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06;C05G3/00;C05F17/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠

本發明公開了一種促進拜耳法赤泥大團聚體形成的方法，包括以下步驟：(1)將赤泥進行風干，并過篩；然后將石膏和蚓肥加入到赤泥中，并混合均勻，其中石膏、蚓肥和赤泥的質量比為1～6:2～10:100；(2)向步驟1)中混合好的石膏、蚓肥和赤泥中，加入水，保持其田間持水率為60％～80％，并在室溫下進行培育，促進赤泥大團聚體的形成。本發明通過石膏降低了拜耳法赤泥中可交換性鈉鹽含量，利用蚓肥中的微生物和有機質，有效的加快拜耳法赤泥大團聚體形成，使赤泥轉化成為類似土壤的基質；進而實現赤泥堆場植被重建；本發明中采用的原料和方法簡單易實現，可規模化處理拜耳法赤泥，可有效解決大量赤泥堆存的問題以及赤泥堆存對環境的污染問題。

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，具體涉及一種促進拜耳法赤泥大團聚體形成的方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁生產過程中產生的高堿性固體廢棄物，每生產1t氧化鋁，約產生1.0～2.0t赤泥，大量的外排赤泥以堆存為主，2016年全球累積赤泥堆存量超過40億噸，中國赤泥堆存量超過6億噸。拜耳法是制備氧化鋁的常用工藝，其相對于傳統的燒結法具有能耗低，效益好的特性，但是生產完產生的拜耳法赤泥具有堿性高，產量大，活性成分2CaO˙SiO₂活性成分含量低的特性，采用傳統的堆存和填埋方式將會對周邊環境造成嚴重污染，影響鋁工業的可持續發展。

目前，拜耳法赤泥的資源化處理的方式主要有以下幾種：

1、建筑材料的制備：有研究表明可采用拜耳法赤泥與石灰、鋁礬土、石膏為原料制備水泥，其性能可與普通水泥差別不大，但是制備的水泥中赤泥含量不能太高，制備方法能耗高；還可用赤泥為主要原料制磚，但其性能比傳統磚差，應用范圍窄；雖然赤泥可在建筑材料上應用，但是應用面窄，難以解決赤泥堆存量大的問題。

2、作為環保材料：拜耳法赤泥粒度小，具有膠結的孔架結構，使得赤泥具有較大的比表面積，因而可利用赤泥的物理化學特性，去除廢水中的鉛、鉻、鎘、砷等有毒金屬離子及磷酸鹽、硝酸鹽、氟化物等物質。但是，作為環保材料的應用量是很少，也難以解決赤泥填埋、堆存量大的問題。

3、有價金屬的回收：拜耳法赤泥中氧化鐵的含量分數較高，因而從赤泥中獲得金屬鐵的回收價值高。但是從赤泥中回收有價金屬的工藝復雜，而且金屬回收后，仍有大量難處理的尾渣，因而這種方法也難以解決赤泥堆存的現狀。

目前，資源化處理的赤泥不到10％，赤泥堆存量仍舊很大，對環境污染嚴重，制約了氧化鋁工業的可持續發展。

發明內容

本發明的目的提供了一種促進拜耳法赤泥大團聚體形成的方法，解決大量拜耳法赤泥堆存對環境的污染問題。

本發明提供的這種促進拜耳法赤泥大團聚體形成的方法，包括以下步驟：

(1)將赤泥進行風干，并過篩；然后將石膏和蚓肥加入到赤泥中，并混合均勻，其中石膏、蚓肥和赤泥的質量比為1～6:2～10:100；

(2)向步驟1)中混合好的石膏、蚓肥和赤泥中，加入水，保持田間持水率為60％～80％，并在室溫下進行培育，促進赤泥大團聚體的形成。

所述步驟(1)中，蚓肥的制備方法，包括以下步驟：

(a)將物料牛糞、秸草、園土和木屑進行混合，加入水，調節物料的含水量，接著進行堆腐發酵，在物料的表面覆蓋稻草接著用塑料布覆蓋，防干保濕；

(b)當物料溫升高至50～70℃后，進行翻堆，翻堆發酵完畢后，用自來水淋洗物料，調節物料的pH至6～8；接著分離底部黑水后，得到飼料；

(c)將蚯蚓均勻的放入步驟b)得到的飼料中，進行培養，培養完成后，將蚯蚓與飼料分離，得到蚓肥。

所述步驟(a)中，牛糞、秸草、園土和木屑的質量百分比為60～65:10～15:5～10:5～10。