本發(fā)明涉及一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的工業(yè)固體廢物，一般每生產(chǎn)1t氧化鋁就產(chǎn)生1.0～1.8t赤泥，具有強(qiáng)堿性和高放射性兩個(gè)特點(diǎn)。根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)的不同工藝，赤泥分為拜爾法和燒結(jié)法兩種不同類型。鋁土礦中鋁含量高的，采用拜耳法煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥稱拜爾法赤泥；鋁土礦中鋁含量低的，用燒結(jié)法煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥稱為燒結(jié)法赤泥。目前赤泥的處置方法主要在堆場(chǎng)長(zhǎng)期堆放。赤泥堆場(chǎng)的建設(shè)在山區(qū)可利用山谷、深坑等地形，以深坑堆放；沿海地區(qū)用管道直接輸入深海，自然沉積于海底。以上方法都要占用大量土地，且赤泥中的化學(xué)成分入滲土壤，造成土地堿化、地下水污染等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。赤泥的綜合利用，雖然有許多人進(jìn)行過(guò)研究，諸如用于建筑材料領(lǐng)域用作建筑添加劑，也有用于生產(chǎn)硫酸鹽水泥磚、瓷磚、絕緣磚、微孔硅酸鈣等建筑材料；因地制宜，根據(jù)鋁廠所處的地理?xiàng)l件進(jìn)行土地填充和開墾荒地，用赤泥填充采石場(chǎng)、鋪筑路基、修建河壩、中和酸性土壤等；利用赤泥制備無(wú)機(jī)化學(xué)材料、凈水吸附劑等；回收赤泥中所含的Al2O3、TiO2、SiO2、Na2O、CaO等氧化物，以及含有微量元素K、Mg、Ni、Zr、Sc、REE、放射性元素等金屬元素。但是上述方法多停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，均未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化利用。目前，赤泥利用率不足10％，國(guó)內(nèi)累計(jì)堆存量超過(guò)5000萬(wàn)t。
目前，能夠完全處置赤泥的最大領(lǐng)域是建筑材料行業(yè)，但高放射性是制約 應(yīng)用的難題。世界各國(guó)對(duì)建筑材料的放射性比活度都有嚴(yán)格要求。我國(guó)“建筑材料放射性核素限量”(GB656622001)規(guī)定，建筑主體材料中天然放射性核素226Ra、232Th和40K的放射性比活度同時(shí)滿足內(nèi)照射指數(shù)IRa≤1.0和外照射指數(shù)Ir≤1.0時(shí)，其產(chǎn)銷與使用范圍不受限制；裝修材料中天然放射性核素226Ra、232Th和40K的放射性比活度同時(shí)滿足內(nèi)照射指數(shù)IRa≤1.0和外照射指數(shù)Ir≤1.3要求的為A類裝修材料；A類裝修材料產(chǎn)銷與使用范圍不受限制。
鋁土礦通常所含U、Th等放射性元素賦存于重金屬和獨(dú)居石中。重金屬理論含量為ZrO267.2％，SiO232.8％，通常含有0.5％～4％HfO2、0.35％Fe2O3，0.05％～4％CaO和少量Re、Nb、Ta、Th、U等元素。獨(dú)居石(RePO4)是含輕稀土元素的磷酸鹽礦物，除含Th、U外，尚含有ZrO2、SiO2等雜質(zhì)，其主要組成為:Re2O3約60％，ThO2約12％，UO3和微量Ra(0.1％～0.3％)；硬度5.0～5.5，密度4.6～5.4g/cm3。在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中，90％以上的放射性元素富集到赤泥中，是赤泥中放射性普遍偏高的根本原因。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，能夠環(huán)保、低成本地將赤泥中的放射性物質(zhì)(重金屬和獨(dú)居石)從赤泥漿中分離、富集出來(lái)，以達(dá)到降低、甚至消除赤泥放射性的目的。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，包括下述步驟：a、將赤泥用去離子水制漿，漿料運(yùn)用永磁材料進(jìn)行磁選，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨(dú)居石；b、剩余漿料通過(guò)脫水，去除其中的重金屬。
進(jìn)一步的，所述步驟a中的磁選為漿料通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為6500-6800高斯的永磁系統(tǒng)，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，選出的礦料 再通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度小于6500高斯的磁選系統(tǒng)，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨(dú)居石與含鐵放射性礦料分離，使獨(dú)居石進(jìn)一步富集。
進(jìn)一步的，所述步驟b中的脫水步驟為：按重量計(jì)，在1000份漿料中加入由50-150份鹽泥，100-200份三氯化鐵組成的脫水劑，混合均勻后在pH≥12的介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬分離出來(lái)。
進(jìn)一步的，所述脫水劑使用的鹽泥為氯堿廠鹽泥。
進(jìn)一步的，所述脫水介質(zhì)的pH值為12-12.5。
由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明通過(guò)對(duì)赤泥的礦物物相分析，根據(jù)不同礦物的物性差異，通過(guò)將赤泥漿強(qiáng)磁選(大于6500高斯)，將其中的放射性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦、獨(dú)居石與其他物質(zhì)分離出來(lái)，再經(jīng)過(guò)弱磁選將鈦鐵礦和鐵礦選出，使得獨(dú)居石分離、富集出來(lái)，然后將含有重金屬的漿料加入以鹽泥為主體的組合藥劑在高堿度(pH＞12)介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬?gòu)闹蟹蛛x、富集，以降低甚至徹底消除赤泥的放射性，使其渣料的放射性達(dá)到建材放射性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的A類建材標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)銷與使用范圍都不用受到限制，大力推進(jìn)了赤泥在建筑材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。經(jīng)申請(qǐng)人試驗(yàn)，按照本發(fā)明方法處理后的赤泥漿料，檢測(cè)其放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射比活度Ira≤1.0、Ir≤1.0。將赤泥中的放射性消除后，磁選出來(lái)的鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，以及重金屬等礦料，還能夠回收利用，在吃干榨盡赤泥有用價(jià)值的同時(shí)，不僅徹底消除了赤泥大壩帶來(lái)的環(huán)境污染和安全隱患，還緩解了資源、環(huán)境帶來(lái)的壓力，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
具體實(shí)施方式
一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，包括下述步驟：a、將赤 泥用去離子水制漿，漿料運(yùn)用永磁材料進(jìn)行磁選，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨(dú)居石；b、剩余漿料通過(guò)脫水，去除其中的重金屬。通過(guò)上述方法可以將赤泥中的放射性物質(zhì)分離、富集，降低赤泥的放射性。
所述步驟a中的磁選為漿料通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為6500-6800高斯的永磁系統(tǒng)，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，選出的礦料再通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度小于6500高斯的磁選系統(tǒng)，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨(dú)居石與含鐵放射性礦料分離，使獨(dú)居石進(jìn)一步富集。
所述步驟b中的脫水步驟為：按重量計(jì)，在1000份漿料中加入由50-150份鹽泥，100-200份三氯化鐵組成的脫水劑，混合均勻后在pH≥12的介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬分離出來(lái)，述脫水劑使用的鹽泥為氯堿廠鹽泥。經(jīng)申請(qǐng)人試驗(yàn)，直接加入鹽泥，也能夠選出重金屬，但效果不夠理想。本發(fā)明脫水劑的配比，能夠在高堿度介質(zhì)中進(jìn)行脫水，而且脫水介質(zhì)的pH值達(dá)到12-12.5，脫水效果最佳，以提高脫水介質(zhì)的pH值，達(dá)到最好的脫水效果。經(jīng)申請(qǐng)人試驗(yàn)，赤泥中的重金屬脫水回收率可以達(dá)到80％以上。
實(shí)施例一
一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，包括下述步驟：a、將赤泥用去離子水制漿，漿料運(yùn)用永磁材料進(jìn)行磁選，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨(dú)居石；b、剩余漿料通過(guò)脫水，去除其中的重金屬。通過(guò)上述方法可以將赤泥中的放射性物質(zhì)分離、富集，降低赤泥的放射性。
所述步驟a中的磁選為漿料通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為6600高斯的永磁系統(tǒng)，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，選出的礦料再通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度小于6500高斯的磁選系統(tǒng)，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨(dú)居石與含鐵放射性礦料分離，使獨(dú)居石進(jìn)一步富集。
所述步驟b中的脫水步驟為：按重量計(jì)，在1000份漿料中加入由50份鹽泥，100份三氯化鐵組成的脫水劑，混合均勻后在pH＝12的介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬分離出來(lái)，述脫水劑使用的鹽泥為氯堿廠鹽泥。
實(shí)施例二
一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，包括下述步驟：a、將赤泥用去離子水制漿，漿料運(yùn)用永磁材料進(jìn)行磁選，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨(dú)居石；b、剩余漿料通過(guò)脫水，去除其中的重金屬。通過(guò)上述方法可以將赤泥中的放射性物質(zhì)分離、富集，降低赤泥的放射性。
所述步驟a中的磁選為漿料通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為6700高斯的永磁系統(tǒng)，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，選出的礦料再通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度小于6500高斯的磁選系統(tǒng)，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨(dú)居石與含鐵放射性礦料分離，使獨(dú)居石進(jìn)一步富集。
所述步驟b中的脫水步驟為：按重量計(jì)，在1000份漿料中加入由100份鹽泥，150份三氯化鐵組成的脫水劑，混合均勻后在pH＝12.25的介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬分離出來(lái)，述脫水劑使用的鹽泥為氯堿廠鹽泥。
實(shí)施例三
一種利用永磁材料及鹽泥處置赤泥為建材的方法，包括下述步驟：a、將赤泥用去離子水制漿，漿料運(yùn)用永磁材料進(jìn)行磁選，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦和獨(dú)居石；b、剩余漿料通過(guò)脫水，去除其中的重金屬。通過(guò)上述方法可以將赤泥中的放射性物質(zhì)分離、富集，降低赤泥的放射性。
所述步驟a中的磁選為漿料通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度為6800高斯的永磁系統(tǒng)，選出其中的放射性礦料，包括鈦鐵礦、鐵礦、獨(dú)居石，選出的礦料再通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度小于6500高斯的磁選系統(tǒng)，選出含鐵磁性礦料，包括鐵礦、鈦鐵礦，使獨(dú)居石與 含鐵放射性礦料分離，使獨(dú)居石進(jìn)一步富集。
所述步驟b中的脫水步驟為：按重量計(jì)，在1000份漿料中加入由150份鹽泥，200份三氯化鐵組成的脫水劑，混合均勻后在pH＝12.5的介質(zhì)中進(jìn)行脫水，將重金屬分離出來(lái)，述脫水劑使用的鹽泥為氯堿廠鹽泥。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。