專利名稱:燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面改性處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及氧化鋁生產(chǎn)廢渣的處理工藝。
眾所周知,全世界大部分氧化鋁是由拜爾法處理高品位鋁土礦而生產(chǎn)的,其工業(yè)廢渣—赤泥主要成分是方鈉石型或鈣霞石型含水鋁硅酸鈉(Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O)及一些多元化合物,其堿含量(折合成Na2O計)大約在20%左右。這種赤泥有的排放到海中扔掉了,有的是堆集存放,由于含水鋁硅酸鈉中含有Na2O和Al2O3,人們也試圖回收這部分有用成分,故研究并提出了許多種拜爾法赤泥脫堿的技術(shù)方案,其中有代表性的如匈牙利的綜合苛化法(匈牙利專利No593/82),該技術(shù)是在赤泥洗滌沉降槽系統(tǒng)設(shè)置赤泥綜合苛化工序,即將某級洗滌沉降槽排出的底流赤泥引入綜合苛化槽。首先是在槽內(nèi)加入石灰乳,添加量為赤泥中每含1公斤NaOH加入2-4KgCaO,蒸汽加熱,赤泥中的含水鋁硅酸鈉和Ca(OH)2反應生成水化石榴石(3CaO.Al2O3.xSiO2(6-2x)H2O)和NaOH,顯然赤泥中的Na2O被CaO置換出來,達到脫堿目的,將上述苛化后的泥渣再送入下一槽,加Na2CO3,溶出水化石榴石以回收Al2O3。上述這種方法工業(yè)實施費用高,能耗高,流程復雜,也未能將脫堿后赤泥合理地利用起來。另一方面,對于低品位鋁土礦,需采用堿—石灰燒結(jié)法工藝生產(chǎn)氧化鋁,其赤泥的主要成份是β型硅酸二鈣,含水氧化鐵等,同時含有少量的Na2O-Al2O3-SiO2系及其它含堿化合物,這種赤泥的含堿量(折合成Na2O)一般在2.5-3.5%(重量百分比)。在我國已經(jīng)開發(fā)出配入一部分這種燒結(jié)法赤泥作原料,濕法生產(chǎn)硅酸鹽水泥的工藝,作到了廢渣的再利用,但是由于這種赤泥含堿量高,其在水泥原料中配入量受限,這是因為原料中Na2O過高會嚴重影響水泥的質(zhì)量。為此,便提出了一個課題,即燒結(jié)法赤泥再脫堿,使其堿含量降至1%以下,堿加以回收,這種脫堿后赤泥作為水泥原料的配入量可大幅度增加,具有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。但迄今為止,還未能研究出經(jīng)濟、有效的燒結(jié)法赤泥脫堿工藝。此外,為便于脫堿后赤泥的管道輸送,還需改善其漿體流變和膠結(jié)硬化的物理力學特性,從而又提出了脫堿后赤泥表面處理,以改善其上述物理力學性質(zhì)的課題,而這一課題也未見得到完滿的解決。
本發(fā)明的目的是,提供一種燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面處理工藝,使赤泥的堿含量降至1%(重量百分比)以下,表面處理后的脫堿赤泥,其漿體流變及膠結(jié)硬化性質(zhì)改善,從而更加適于大量配入到水泥原料中,以生產(chǎn)硅酸鹽水泥。
本發(fā)明的燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面脫堿改性處理工藝,包括赤泥脫堿和其后的脫堿后赤泥顆粒表面改性處理兩個工序,在赤泥脫堿工序以活性氧化鈣作為脫堿劑,在上述赤泥表面改性處理工序,以木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣為改性劑,主要的技術(shù)特點是,在上述脫堿工序,赤泥附液的堿濃度(以苛性Na2O和碳酸Na2O之和計)要小于2克/升,待脫堿的赤泥加水混合,L/S(混合體中液體和固體成份的重量比)控制在2.5-4.5,通蒸汽加熱至90-95℃,加入按活性氧化鈣計的CaO量為參與反應的于赤泥重量的10-25%,保持攪拌,脫堿時間為1-4小時,在上述赤泥改性處理工序,是將脫堿后的赤泥漿液過濾分離,赤泥濾餅與25-30℃的工業(yè)水混合,混合漿液的水份控制在56-67%(重量百分比),保持強烈攪拌,使?jié){液溫度降至60℃以下,加入木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣,其加入量為干赤泥重量的0.2-2.5%,上述混合漿液攪拌反應10-15分鐘。
在上述的赤泥脫堿工序中,赤泥加水混合的L/S最好為2.8-3.5,以活性氧化鈣計的CaO加入量為參與反應的干赤泥量的12-15%,反應時間最好為1.5-3.0小時,在赤泥表面改性工序,木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣的加入量為干赤泥重量的0.5-1.0%。
本發(fā)明的燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面改性處理工藝,赤泥經(jīng)脫堿工序脫堿,其堿含量(折合成Na2O)降至0.4-1.2%,脫堿效率為60-75%,脫堿后赤泥經(jīng)表面改性處理后,泥漿流動度大于Φ110mm(МИХТИ法),便于管道輸送去配料。
附圖為本發(fā)明的具體實施例,現(xiàn)結(jié)合附圖將本發(fā)明的流程詳述如下附
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖中,從赤泥洗滌沉降槽(1)排出的棄赤泥漿液,經(jīng)自動分析儀(5)檢測,符合L/S為2.8-3.5,溫度為65-75℃,Na2O苛性+Na2O碳酸為1.5-2.0克/升,Al2O3為1.0-1.5克/升,赤泥含Al2O3為4-8%等主要技術(shù)指標,直接輸送進入脫堿反應槽(7),測槽平均泥漿比重、液固比、體積(m3)。添加的石灰(2)系輕燒石灰,CaO含量≥92%,有效活性CaO≥85%,加水在化灰機(3)中消化成石灰乳,游離CaO含量180-200克/升入石灰乳貯槽(4),根據(jù)赤泥量往反應槽(7)經(jīng)流量計(6)計量加入游離CaO12-15%,往槽(7)中直接通入2.5-3.5公斤/厘米2蒸汽(14),將赤泥漿液溫度提高到90-95℃,恒溫攪拌反應1.5小時,送真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(8)進行液固分離,濾液回收堿和水。赤泥濾餅加水調(diào)整泥漿水份至56-62%,入機械攪拌混合槽(9)(轉(zhuǎn)速32轉(zhuǎn)/分),使之成為均質(zhì)泥漿,轉(zhuǎn)入表面處理槽(10)(轉(zhuǎn)速32-40轉(zhuǎn)/分),泥漿溫度小于60℃,加入木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣,加入量為赤泥重量的0.2-1.0%。木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣預先加水在溶解槽(11)溶解,含量控制在75-110克/升,轉(zhuǎn)入添加劑貯槽(12),經(jīng)流量計(6)加入脫堿赤泥改性處理槽(10),攪拌15-30分鐘,取樣用МИХТИ法測泥漿流動度直徑大于Φ110mm,液塑限儀測泥漿液限含水量不大于60%,輸送至赤泥貯庫(13),做為水泥生產(chǎn)原料組分制造高標號硅酸鹽水泥。
權(quán)利要求
1.燒結(jié)法赤泥脫堿及其表面改性處理工藝,包括赤泥脫堿和脫堿后赤泥表面改性處理兩個工序,在赤泥脫堿工序,以活性氧化鈣為脫堿劑,在上述赤泥表面改性處理工序,以木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣為改性劑,其特征在于,在上述脫堿工序,赤泥附液濃度(以苛性Na2O和碳酸Na2O之和計)小于2克/升,赤泥加水混合,L/S(混合體內(nèi)液體和固體的重量比)控制在2.5-4.5,通蒸氣加熱至90-95℃,加入按活性氧化鈣計的CaO量為參與反應的干赤泥重量的10-25%,保持攪拌,脫堿時間為1-4小時,在上述赤泥表面改性處理工序,是將脫堿后赤泥漿液過濾分離,赤泥濾餅與25-30℃的工業(yè)用水混合,混合漿液的水分控制在56-67%(重量%),保持強烈攪拌,使?jié){液溫度降至60℃以下,添加木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣,其加入量為干赤泥重量的0.2-2.5%,上述混合漿液攪拌反應10-15分鐘。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝,其特征在于,在赤泥脫堿工序,赤泥加水混合的L/S為2.8-3.5,以活性氧化鈣計的CaO加入量為參與反應的干赤泥重量的12-15%,反應時間為1.5-3.0小時,在赤泥表面改性工序,木質(zhì)素硫酸碳酸鈣的加入量為干赤泥重的0.5-1.0%。
全文摘要
包括赤泥脫堿和赤泥表面改性處理兩個工序,以活性氧化鈣作脫堿劑,以木質(zhì)素亞硫酸磺酸鈣為表面改性劑,脫堿劑的添加量為干赤泥重量的10-25%,改性劑的加入量為干赤泥重量的0.2-2.5%。本發(fā)明的工藝,可脫赤泥堿含量降至0.4-1.2%,脫堿效率為60-70%,改性處理的赤泥,泥漿流動度大于φ110mm,便于工業(yè)管道輸送作業(yè)。
文檔編號C01F7/00GK1141264SQ9511055
公開日1997年1月29日 申請日期1995年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月27日
發(fā)明者劉作霖, 羅玉長, 張麗玲 申請人:山東鋁業(yè)公司