[發明專利]一種拜耳法赤泥酸處理除堿回收鈉的方法

有效

• 申請號: 201810853002.3
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108975364B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王麗;呂斐;高建德;孫寧;孫偉;胡岳華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06;C01D1/20;C04B7/24;C05D9/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 魏娟

本發明涉及一種拜耳法赤泥酸處理除堿回收鈉的方法，包括如下步驟：將赤泥、石膏、濃硫酸混合獲得混合物，在混合物中加入水獲得混合漿液，混合漿液進行浸出反應，固液分離，獲得浸出液和浸出渣，在浸出液中加入石灰反應，固液分離，獲得硫酸鈣和濾液；所得硫酸鈣返回用于赤泥浸出，而所得濾液為氫氧化鈉溶液，返回拜耳法工藝作為提取鋁的原料液。整個工藝過程，實現資源循環利用。所得浸出渣可直接制成土壤硅肥或者用于作為生產水泥的原料，實現零排放。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物的綜合利用技術領域，具體涉及一種拜耳法赤泥酸處理除堿回收鈉的方法

背景技術

赤泥是氧化鋁生產過程中排放的強堿性固體廢棄物，其因氧化鐵含量較高，呈紅色，故稱赤泥。拜耳法工藝，每生產1t氧化鋁排放赤泥1～1.5t。燒結法及聯合法工藝，每生產1t氧化鋁排放赤泥1.5～2.5t赤泥。截止2015年，全球赤泥堆存量超過35億噸，并以每年1.2億噸的速度增加。目前，我國每年赤泥排放量達到6000萬噸，赤泥總堆存量超過6億噸。

赤泥生態化處置及資源化利用一直受強堿性制約而難以有效進行。如果能有效的脫除赤泥中的堿，赤泥就可以應用在各個領域。國內外專家對赤泥脫堿方面做了大量的研究工作。主要包括以下幾個方向:焙燒脫堿、酸法脫堿、加壓碳化脫堿。傳統脫堿工藝主要難題有：焙燒脫堿流程復雜，溫度高，雖然可以將赤泥中的部分鋁資源一起回收，不過工藝成本高；酸法脫堿的工藝加酸量大、成本高，主要的問題是赤泥渣過濾困難，難以實現工業應用；加壓碳化脫堿的方法也存在反應溫度高、藥劑用量大、成本高的問題。同時，不同的工藝流程都存在液固比高的問題，導致了后續鈉的回收成本高。

工業廢石膏以硫酸鈣(含量大于80％)為主要成分的一種工業固體廢物。廢石膏因來源不同而有不同的品種，如用磷酸鹽礦石和硫酸制造磷酸產生的廢渣為磷石膏，用氟化鈣和硫酸制取氫氟酸時生成的石膏為氟石膏，但是這些廢石膏普遍存在酸性，也含還有一些有害成份，若處理不當，將對生態環境造成很大的影響。

專利(CN102206024A)公開了一種用磷石膏對赤泥進行快速脫堿的方法，其具體公開了，將磷石膏粉碎、將其與赤泥和水按2～3:4～6:8～150的重量比混合均勻，攪拌、靜置，倒出上清液，沉淀物晾干。最后測得沉淀物的pH為7，說是磷石膏可以脫堿。該專利主要是利用磷石膏中的酸與赤泥進行中和反應，證明磷石膏中具有的酸可以與赤泥發生中和反應，但是其需要高的液固比，且脫堿效果不明確。

文獻“脫硫石膏法赤泥脫堿新工藝研究”在脫硫石膏與赤泥質量比為1，溫度為70℃，液固比為5，攪拌15min的情況下，對赤泥中的堿含量由8.2％降到了2.7％。該文獻采用脫硫石膏與赤泥混合，利用磷石膏中的酸與赤泥進行中和反應，使得赤泥中的堿含量下降，但是最后的堿含量仍為2.7％，無法達到國家對赤泥的堿含量要求標準。

發明內容

針對現有技術中過濾難，赤泥脫鈉程度有限、赤泥脫鈉成本高的問題，本發明的目的在于提供一種拜耳法赤泥酸處理除堿回收鈉的方法，以克服傳統酸法浸出過濾難的缺點。本發明的酸法浸出工藝過濾速度快，可將拜耳法赤泥中的鈉回收，同時，浸出渣可作為土壤團粒土或者建筑材料的原料，整個工藝過程零排放。

為了實現上述目的，提供如下的技術方案：

一種拜耳法赤泥酸處理除堿回收鈉的方法，包括如下步驟：

將赤泥、石膏、濃硫酸混合獲得混合物，在混合物中加入水獲得混合漿液，混合漿液進行浸出反應，固液分離，獲得浸出液和浸出渣，在浸出液中加入石灰反應，固液分離，獲得硫酸鈣和濾液；

所述赤泥與石膏、濃硫酸的質量比為1:0.2-0.75:0.05-0.3；

所述混合漿液中的液固質量比為2-5:1。

在本發明中，所述濃硫酸的質量分數≥98％。