[發明專利]一種赤泥脫堿方法

有效

• 申請號: 202210036368.8
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114380310B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01F7/066
• 分類號: C01F7/066;C04B20/02;C04B28/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種赤泥脫堿方法。包括以下步驟：待處理的赤泥漿進行沉淀，得到上清液和底泥；上清液中通入二氧化碳，進行反應，得到碳化水；底泥與碳化水混合，反應，得到碳化赤泥漿；碳化赤泥漿與石膏混合，反應，得到鈣化赤泥漿；鈣化赤泥漿固液分離后，得到的固體即為脫堿赤泥。本發明充分利用二氧化碳、石膏等廢棄物，對赤泥進行聯合降堿，并且對赤泥中重金屬、氟化物和砷等有害物質進行絡合固化，實現了赤泥的無害化和資源化。

技術領域

本發明涉及固廢處理技術領域，特別涉及一種赤泥脫堿方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁工業生產過程中產生的工業固體廢物。因其堿含量高(pH值為11.0-12.0)，其利用已成為世界性難題。現階段赤泥排放量約為1億噸，而資源化利用率不到5％。目前處置方式主要是筑壩堆存，不僅占用大量土地，而且赤泥堆場產生的濾液易發生滲透，污染農田土壤、地表及地下水體。因此，赤泥無害化及綜合利用已迫在眉睫。

目前，赤泥綜合利用主要集中在三大領域：①回收有價金屬，如鐵、鈦及稀土元素鈧、鎵等；②生產建筑材料，如玻璃、水泥、磚、路基材料等；③生產環境修復材料，如工業催化劑、廢水吸附劑、土壤改良劑等。但上述技術普遍存在運營成本高、產品競爭力低、受區域影響大，綜合效益差，目前均未形成產業規模。

實現赤泥無害化處置和高值化利用是解決赤泥資源化問題的關鍵，尤其是快速、低成本降堿控堿技術，是赤泥資源化綜合利用的重要突破口。

赤泥堿性主要來源于自由堿和化合結合堿，自由堿是赤泥堿性的主要來源，存在于赤泥液相及礦物相表面，在溶解反應和蒸發作用下較易向赤泥表層遷移，導致赤泥表面出現“泛霜”現象。赤泥自由堿主要為碳酸氫鈉(NaHCO₃)、碳酸鈉(Na₂CO₃)、鋁酸鈉(NaAl(OH)₄)、氫氧化鈉(NaOH)、硅酸鈉(Na₂SiO₂)等。化合結合堿是在赤泥經預脫硅、高壓溶出及沉降分離過程中，經礦化作用和沉淀反應后穩定存在于赤泥中的鈉硅渣類物質(DSPs)和部分難溶性礦物相，主要包括方解石(CaCO₃)、方鈉石([Na₆Al₆Si₆O₂₄]·[2NaX或Na₂X])、鈣霞石([Na₆Al₆Si₆O₂₄]·2[CaCO₃])、鋁酸三鈣(TCA,Ca₃Al₂(OH)₁₂)、水化石榴石

目前赤泥堿性調控技術主要分為三種：物理、化學和生物調堿法，其中化學調堿法最為常見，包括酸堿中和法、酸性氣體中和法、石膏法、海水法、鹵水法等。有關赤泥堿性調控技術也有多篇公開技術文獻，專利申請CN101468866A記載了將赤泥顆粒與水混合放入帶有攪拌的氣-液-固三相反應容器中，向赤泥漿液通入CO₂氣體進行堿性調控，最終赤泥中堿含量降至1％以下，但該方法對設備要求較高，經濟成本高，調控時間長，無法實現赤泥的規模化處置。專利申請CN104262059A記載了將電解錳渣與赤泥混合均勻，反應后得到脫堿后的赤泥，該發明雖然工藝簡單，但堿含量仍然偏高，堿性調控效果不穩定，后期會出現堿性回升，效果不理想。

由于赤泥的產生及堆存量巨大，現有赤泥控堿技術存在三個主要問題：1、控堿目標不明確，浪費資源；堿降到什么程度，降堿之后下一步如何利用不確定；2、降堿方法單一，降堿效率低；單一方法很難達到最佳效果，或時間長，或降堿效果達不到，或返堿；3、綜合效益差；由于沒有處置與利用相結合的系統解決思路，難以實現產業化規模應用。

發明內容

為了克服現有赤泥無法有效脫堿的問題，本發明的目的之一在于提供一種赤泥脫堿方法；本發明的目的之二在于提供一脫堿赤泥；本發明的目的之三在于提供這種脫堿赤泥的應用；本發明的目的之四在于提供一種膠凝材料。