[發(fā)明專利]一種強化赤泥固液分離的方法

有效

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113429113B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 王麗;曾華;唐鴻鵠;曹建;呂斐;孫偉
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F11/147
• 分類號: C02F11/147
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 袁靖

本發(fā)明公開了一種強化赤泥固液分離的方法，屬于赤泥固液分離技術領域。本發(fā)明以赤泥泥漿為原料，依次通過稀釋、加入表面親疏水調控劑、加入電性調整劑、加入絮凝劑、固液分離，即可顯著加快赤泥固液分離，有效降低溢流濁度和赤泥的含水率。本發(fā)明不僅可以實現赤泥的快速低成本固液分離，而且可以有效降低溢流濁度和赤泥的含水率，增大對赤泥中堿液及鋁酸鈉溶液的回收率，加大赤泥尾礦庫的有效庫容，減小赤泥泥漿外滲的可能及危險事故發(fā)生的可能。同時藥劑用量少，工業(yè)利用成本低，應用范圍廣，符合綠色環(huán)保理念。

技術領域

本發(fā)明屬于赤泥固液分離技術領域，具體涉及一種通過界面化學調控協同組合絮凝劑強化赤泥固液分離的方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁生產過程中產生的一種強堿性工業(yè)固體廢棄物。據估算，每生產1噸氧化鋁會產生1.0～1.5噸赤泥。我國作為世界最大的氧化鋁生產國，赤泥年產量已超1億噸。但我國赤泥的利用率較低，僅為4％。高產量、低利用率使得我國的赤泥難以處理，目前多以筑壩堆存為主。由于固液分離的高成本，赤泥的筑壩堆存又多以濕法堆存為主。濕法堆存會造成嚴重的環(huán)境污染，且赤泥泥漿易滲漏造成潰壩等重大事故。隨著固液分離技術與設備的發(fā)展和進步，目前赤泥的堆存方法有由濕法堆存向干法堆存轉變的趨勢。但赤泥的高細度、表面荷電等物化性質使得赤泥固液分離存在分離效率慢、溢流濁度高、赤泥含水率高等問題，嚴重阻礙赤泥的固液分離，是氧化鋁行業(yè)亟需解決的問題之一。

赤泥的粒度極細，其平均粒徑小于10微米，90％以上的赤泥顆粒粒度小于75微米，一部分赤泥顆粒甚至接近于膠體的大小，使得赤泥依靠自身重力極難沉降。且赤泥漿液組成復雜，赤泥粒子之間、赤泥粒子與溶液之間存在著復雜的物理化學作用，這些作用也同樣嚴重制約著赤泥的固液分離。如荷電的赤泥顆粒會被大量離子包圍，并會吸附其中一些離子和水形成穩(wěn)定的雙電層結構，同時荷電的赤泥顆粒間會發(fā)生靜電排斥。這些作用會使赤泥漿液性質穩(wěn)定，僅依靠其自身的重力很難沉降，造成赤泥中的大量堿液及鋁酸鈉溶液回收困難。同時赤泥的高比表面積和表面荷電性會使赤泥顆粒表面吸附大量的水分子，使得赤泥底流含水率較高，赤泥尾礦庫的有效庫容減少，且使得赤泥泥漿滲漏的可能性增加。

要實現赤泥快速高效固液分離，必須改變赤泥泥漿的溶液性質，破壞其穩(wěn)定性。目前常采用添加高效絮凝劑的方式來改善赤泥的固液分離。隨著科學技術的發(fā)展，已研發(fā)出了許多種類的高效絮凝劑，但使用最多的是聚丙烯酸(鹽)類和聚丙烯酰胺類聚合物。其機理是絮凝劑在溶液中展開并形成網狀結構，通過架橋作用對微細粒赤泥顆粒進行捕捉，使微細粒赤泥顆粒聚集并團聚形成粒徑較大的絮團，從而改善赤泥的固液分離。但絮凝劑的網狀結構在捕捉微細赤泥顆粒的同時，也會捕捉一些水分子，使得這些絮凝劑使用過程中存在溢流澄清度不高、底流含水率較高等問題。

經查閱文獻，目前的研究機構和學者大多著手于對常用的高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉)進行疏水改性處理。幾乎沒有研究通過電性及親疏水性調控協同絮凝劑強化赤泥的固液分離。發(fā)明人針對赤泥的物化性質，通過依次添加表面親疏水調整劑、電性調整劑和組合絮凝劑來有效地強化赤泥的固液分離。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種通過界面化學調控協同混合絮凝劑強化赤泥固液分離的方法，不僅可以加快赤泥固液分離的速度，還可以有效降低溢流濁度和赤泥的含水率，增大對赤泥堿液及氧化鋁的回收率，增大赤泥尾礦庫的有效庫容，減小赤泥泥漿外滲的可能。此外，本發(fā)明藥劑用量少，應用成本低，且對環(huán)境危害較小，應用范圍廣，符合綠色環(huán)保理念。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種通過界面化學調控協同組合絮凝劑強化赤泥固液分離的方法，其包括以下步驟：

(1)對赤泥原漿進行稀釋并將其攪拌均勻，得到待處理漿料；

(2)向待處理漿料中加入適量的表面親疏水性調控劑，并使其與赤泥泥漿作用一段時間；

(3)向第二步處理后的赤泥泥漿中加入適量的電性調整劑，并使其與赤泥泥漿作用一段時間；