專利名稱：氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體廢棄物的處理技術(shù)，特別是涉及一種拜耳法氧化鋁生產(chǎn)固體廢棄物 的處理工藝。
背景技術(shù)：
氧化鋁廠生產(chǎn)的固廢堆存不僅占用土地、耗資巨大，而且一旦防滲處理不好，固廢中的 堿對環(huán)境尤其是地下水造成嚴(yán)重的不利影響，是氧化鋁生產(chǎn)的重大安全隱患點(diǎn)、重大危險(xiǎn)源， 因此，固廢的堆存一直是困擾氧化鋁生產(chǎn)廠家的難題，如何回收利用也就迫在眉睫。目前國 內(nèi)外使用的固廢處理技術(shù)主要有干法堆存、重力提砂提鐵、磁化提鐵、加工建材等，處理后 的固廢因其堿含量高，不能直接作為水泥廠的原料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，該種技術(shù)可以有效回 收固體廢棄物中的氧化鋁和氧化鈉，而且可以多項(xiàng)循環(huán)，節(jié)約能源和提高處理效率，真正實(shí) 現(xiàn)廢物資源化和環(huán)境友好化。
本發(fā)明解決問題采取的技術(shù)方案為
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，包括以下步驟
(1) 將氧化鋁生產(chǎn)過程中的固體廢棄物送至提砂、提鐵工序，提取固體廢棄物中的砂
和鐵，然后將剩余固體廢棄物進(jìn)行過濾，將得到的濾餅與固態(tài)或液態(tài)燒堿、后 續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液；或 者將固體廢棄物直接過濾，其濾餅與固態(tài)或液態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉 降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液；或者將固體廢棄物直接 與固態(tài)或液態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料 槽混合成配料漿液；
(2) 將配料漿液泵送進(jìn)高壓溶出工序，在一定的溫度下保溫一定時(shí)間，得到溶出液；
溶出液進(jìn)稀釋槽與后續(xù)的洗滌沉降槽出來的一次洗液混合稀釋，稀釋至漿液苛 堿濃度降低到250g/L以下；
(3) 將稀釋后的漿液送進(jìn)沉降分離槽分離，得到的沉降分離溢流進(jìn)入葉濾機(jī)進(jìn)行精
濾，得到的沉降分離底流進(jìn)入洗滌沉降槽，或過濾后進(jìn)洗滌沉降槽，洗滌沉降 槽末次底流可在固廢堆場存放，也可經(jīng)過濾后造田或作為建筑材料，洗滌沉降 槽出來的一次洗液進(jìn)入步驟(2)的稀釋槽；
(4) 將步驟(3)精濾后的漿液利用蒸發(fā)器蒸濃，蒸濃后降溫并送結(jié)晶沉降槽沉降，
沉降的溢流用于步驟(1)的配料漿液的配制，底流過濾后可獲得鋁酸鈉晶體。 所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，步驟(1)中所述的固體廢棄物為赤泥、尾 礦或品位較低的鋁礦石。步驟(1)中所述的提砂是采用重力分選法，提鐵工序的方法為重力或磁化分選法，所述 的過濾為立盤或平盤或帶濾或轉(zhuǎn)鼓或壓濾；所述的液態(tài)燒堿為各種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液， 所述的固態(tài)燒堿為片狀、粒狀、塊狀、棒狀或其他形態(tài)的氫氧化鈉晶體；所述的濾餅與固態(tài) 或液態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳混合后的配料漿液的苛性比 值(ak，即液體中氧化鈉和氧化鋁分子比)控制到20 30，保證溶出液的苛性比值在8 15， 溶出固廢(即溶出末級(jí)閃蒸出料的固體部分)中氧化鈣和二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值(C/S)在 2. 0 3. 5。
步驟(2)中的高壓溶出工序溫度為260 310°C，保溫時(shí)間》30分鐘；自蒸發(fā)器一是將 料漿壓力卸至常壓，二是保證管道高壓溶出工序化的預(yù)熱溫度，保證熱能平衡。
步驟(3)中所述的洗滌沉降槽的末次底流全堿濃度控制到20g/L以下；控制沉降分離槽 溢流浮游物小于3. Og/L。
步驟(4)中所述的蒸濃至氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)須達(dá)到40%以上，進(jìn)結(jié)晶沉降槽沉降前需 降溫到IOO'C以下。
本發(fā)明所述的工藝，將提砂提鐵后的固廢或固廢直接與電石泥或石灰乳、液態(tài)或固態(tài)燒 堿、后續(xù)堿液等混合，主要采用高溫、高苛性比值的溶出工藝，改變固廢的渣相，實(shí)現(xiàn)氧化 鋁和氧化鈉的高效回收利用，配套以沉降分離、蒸發(fā)提濃、鋁酸鈉結(jié)晶析出等實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)循 環(huán)，解決了長期以來氧化鋁廠固廢利用的難題，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，極大地緩解了堆場的環(huán)保 壓力。同時(shí)固廢中氧化鋁的回收率可達(dá)到60% 90%，氧化鈉的回收率可達(dá)到90%以上，效益 顯著；固廢中的堿可降低到1%以下，達(dá)到了堿質(zhì)土壤的堿度范圍，過濾后可以直接做為土壤 使用，沒有環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，真正實(shí)現(xiàn)廢物資源化和環(huán)境友好化。


圖1為氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。 實(shí)施例1
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
(1) 將氧化鋁生產(chǎn)過程中沉降工序的末次底流赤泥泵送至提砂、提鐵工序，提取固體廢棄
物中的砂和鐵；提砂采用重力分選、提鐵采用重力或磁化分選，將經(jīng)處理的固體 廢棄物進(jìn)行過濾，除去固體廢棄物中的水分，將得到的濾餅與固態(tài)或液態(tài)燒堿、 后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合后的配料漿液的 苛性比值控制到20 30，保證溶出液的苛性比值在8 15，溶出固廢中氧化鈣和 二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值(C/S)在2.0 3.5;
(2) 將配料漿液泵送進(jìn)高壓溶出，溶出器保溫溫度為305 310°C，保溫時(shí)間40分鐘；溶
出液進(jìn)稀釋槽與后續(xù)的洗滌沉降槽出來的一次洗液混合稀釋；稀釋后的料漿苛堿 濃度降低到250g/L以下，以保證沉降效果；(3) 將稀釋后的漿液送進(jìn)沉降分離槽分離，控制絮凝劑的加入量確保沉降分離槽溢流浮游
物小于3.0g/L，得到的沉降分離溢流進(jìn)入葉濾機(jī)進(jìn)行精濾；得到的沉降分離底流 進(jìn)入洗滌沉降槽，或過濾后進(jìn)洗滌沉降槽，洗滌沉降槽出來的底流的全堿在20g/L 以下，洗滌沉降槽出來的一次洗液送回步驟(2)的稀釋槽；
(4) 精濾后的漿液利用蒸發(fā)器蒸濃，蒸濃氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)須達(dá)到40%以上；蒸濃降溫
到IO(TC以下后送結(jié)晶沉降槽沉降，沉降的溢流用于步驟(1)的溶出漿液的配制， 底流過濾后可獲得鋁酸鈉晶體。 實(shí)施例2
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝-
操作同實(shí)施例1，不同的是步驟(3)溶出器保溫溫度為300 305°C，保溫時(shí)間40分鐘。 實(shí)施例3
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例l，不同的是步驟(3)溶出器保溫溫度為290 300。C，保溫時(shí)間50分鐘。 實(shí)施例4
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例l，不同的是步驟(3)溶出器保溫溫度為280 29(TC，保溫時(shí)間60分鐘。 實(shí)施例5
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例1，不同的是步驟(3)溶出器保溫溫度為270 28(TC，保溫時(shí)間70分鐘。 實(shí)施例6
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例l，不同的是步驟(3)溶出器保溫溫度為260 270'C，保溫時(shí)間80分鐘。 實(shí)施例7
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例l，不同的是步驟(1)中末次底流赤泥直接經(jīng)過濾后濾餅與固態(tài)燒堿、后 續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液。 實(shí)施例8
氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝
操作同實(shí)施例l，不同的是步驟(1)為品位較低的鋁礦石直接與液態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得 到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合，混合后的配料漿液的苛性比值控制到
20 30，保證溶出液的苛性比值在8 15，溶出固廢中氧化鈣和二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值(C/S) 在2. 0 3. 5。
權(quán)利要求
1、氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，包括以下步驟(1)將氧化鋁生產(chǎn)過程中的固體廢棄物送至提砂、提鐵工序，提取固體廢棄物中的砂和鐵，然后將剩余固體廢棄物進(jìn)行過濾，將得到的濾餅與液態(tài)或固態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液；或者將固體廢棄物直接過濾，其濾餅與液態(tài)或固態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液；或者將固體廢棄物直接與液態(tài)或固態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳在配料槽混合成配料漿液；(2)將配料漿液泵送進(jìn)高壓溶出工序，在一定的溫度下保溫一定時(shí)間，得到溶出液；溶出液進(jìn)稀釋槽與后續(xù)的洗滌沉降槽出來的一次洗液混合稀釋，稀釋至漿液苛堿濃度降低到250g/L以下；(3)將稀釋后的漿液送進(jìn)沉降分離槽分離，得到的沉降分離溢流進(jìn)入葉濾機(jī)進(jìn)行精濾，得到的沉降分離底流進(jìn)入洗滌沉降槽，或過濾后進(jìn)洗滌沉降槽，洗滌沉降槽末次底流可在固廢堆場存放，也可經(jīng)過濾后造田或作為建筑材料，洗滌沉降槽出來的一次洗液進(jìn)入步驟(2)的稀釋槽；(4)將步驟(3)精濾后的漿液利用蒸發(fā)器蒸濃，蒸濃后降溫并送結(jié)晶沉降槽沉降，沉降的溢流用于步驟(1)的配料漿液的配制，底流過濾后可獲得鋁酸鈉晶體。
2、 按照權(quán)利要求l所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，步驟(1)中 所述的固體廢棄物為赤泥、尾礦或品位較低的鋁礦石；所述的提砂是采用重力分選法、提鐵工 序的方法為重力或磁化分選法，所述的過濾為立盤或平盤或帶濾或轉(zhuǎn)鼓或壓濾，所述的液態(tài)燒 堿為各種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液，所述的固態(tài)燒堿為片狀、粒狀、塊狀、棒狀或其他形態(tài)的 氫氧化鈉晶體。
3、 按照權(quán)利要求l所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，步驟(1)中 所述的濾餅與液態(tài)或固態(tài)燒堿、后續(xù)步驟得到的結(jié)晶沉降槽溢流、電石泥或石灰乳混合后的配 料漿液的苛性比值控制到20 30，溶出液的苛性比值在8 15，溶出固廢中氧化媽和二氧化硅 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值在2.0 3.5。
4、 按照權(quán)利要求1所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，步驟(2)中 的高壓溶出工序的溫度為260 310°C，保溫時(shí)間》30分鐘。
5、 按照權(quán)利要求1所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，歩驟(3)中 所述的洗滌沉降槽的末次底流全堿濃度控制到20g/L以下，控制沉降分離槽溢流浮游物小于,3.0g/L。 -
6、按照權(quán)利要求1所述的氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，其特征是，步驟(4)中所述的蒸濃至氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)須達(dá)到40%以上，進(jìn)結(jié)晶沉降槽沉降前需降溫到wo。c以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了氧化鋁廠固體廢棄物的綜合處理工藝，屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域。該工藝將提砂提鐵后的固廢或固廢直接與電石泥或石灰乳、液態(tài)或固態(tài)燒堿、后續(xù)堿液等混合，主要采用高溫、高苛性比值的溶出工藝，改變赤泥的渣相，實(shí)現(xiàn)氧化鋁和氧化鈉的高效回收利用，配套以沉降分離、蒸發(fā)提濃、鋁酸鈉結(jié)晶析出等實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)循環(huán)。所述的固體廢棄物為氧化鋁廠的赤泥、尾礦或品位較低的鋁礦石。該種工藝固廢中氧化鋁的回收率可達(dá)到60％～90％，氧化鈉的回收率可達(dá)到90％以上，效益顯著；固廢中的堿可降低到1％以下，達(dá)到了堿質(zhì)土壤的堿度范圍，壓濾后可以直接做為土壤使用，沒有環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，真正實(shí)現(xiàn)廢物資源化和環(huán)境友好化。
文檔編號(hào)C22B7/00GK101629242SQ20091001765
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者剛 張, 潘士剛, 白東林, 啟 賈, 鄒玉國 申請人:啟 賈