專利名稱：氧化鋁生產(chǎn)過程中沉積紅泥的除害方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁生產(chǎn)過程中沉積紅泥的除害方法。
已知可用工藝純氧化鋁(礬土)制得鋁。氧化鋁是通過開發(fā)鋁土礦而得到的。開發(fā)過程中最旱采用的是碳酸氫鈉，但在現(xiàn)代方法中已采用了氫氧化鈉。在所謂拜耳法過程中產(chǎn)生的紅泥是煉鋁過程中無用的組分，為鋁土礦的副產(chǎn)物。紅泥是一種強(qiáng)堿性熱懸浮體，其中除了鐵，硅和鋁的氧化物而外還有稀土金屬氧化物。
土壤力學(xué)上稱紅泥為聯(lián)結(jié)土，其中沒有大量的大顆粒組分。細(xì)分散，細(xì)粒并具有tixotrope性質(zhì)的材料中固相粒子外層包有水合物，這些水合物特別穩(wěn)定，因此液相和固相就可能極難分開。紅泥本身并不能形成廢渣堆。液相中堿含量大并且會滲入土壤而污染地下水，也就是說，就環(huán)境保護(hù)而言，這是一種極其危險(xiǎn)的物質(zhì)。若礦床上沒有防水土層，那就只能用特別昂貴的分離方法，截?cái)嗔鞒龅牡叵滤蛞云渌绞蕉鴮ν寥乐袧B入的堿性水給予阻擋。因紅泥具有不利的物理性質(zhì)而使其難于無危險(xiǎn)地進(jìn)行處理，實(shí)際上紅泥呈液態(tài)，因此就只能貯存在處理池中。由于氧化鋁生產(chǎn)廠每年要排出成百上千立方米的紅泥，所以就只能考慮用泥土圍成處理池來對其進(jìn)行處置。但泥土池中貯存的仍具有自由表面的紅泥也總是不安全的，因?yàn)檫M(jìn)入其中的動(dòng)物會溺死并且緩慢滲漏的液相會污染地下水，因?yàn)閷?shí)際上并不總是采用上述的昂貴分離過程。這種狀況又因降水的溶解作用而變得更加難于改變。
為了克服上述缺點(diǎn)，已建議將預(yù)過濾而減少了水含量的紅泥與含可粘合CaO的飛灰混合并經(jīng)過1-2天放置(硬化)之后用該混合物填滿露天采礦或深井采礦時(shí)的空穴，其中混合物固化并可最終貯存起來。該法的缺點(diǎn)是，適于完成該任務(wù)的電廠飛灰只有有限量供采用，因?yàn)榉弦蟮恼澈献饔弥荒苡脧哪承┑V區(qū)的煤產(chǎn)生的特殊性能飛灰才有保證。此外，這種飛灰制成混合物的水力要求會導(dǎo)致能量消耗成倍增長，因?yàn)榛旌衔镎扯忍貏e高。
本發(fā)明即提出紅泥的除害方法，采用該法可借助基本上所有可用的粘合劑而將紅泥形成廢物堆，其中未固化物料混合物的粘度要比用飛灰得到的混合物小，因此可有效地降低管道水力輸送時(shí)的能量消耗。
本發(fā)明基于這樣一種認(rèn)識，即紅泥中水含量通過例如過濾而降低到某一值后與石灰充分混合時(shí)，則可得到流態(tài)并可以水力方式進(jìn)行良好輸送的物料混合物，該混合物可極其迅速地粘結(jié)并且沒有有害于環(huán)境的物質(zhì)排出。由于加有石灰，紅泥中的硅酸鹽，鋁和鐵組分即可變成可粘合物質(zhì)，換句話說，紅泥可這樣轉(zhuǎn)化成水硬性粘合材料并且根據(jù)其組成可在24-72小時(shí)內(nèi)硬化并在25-30天內(nèi)完全固化。若將一種程度脫水的紅泥與相應(yīng)量的石灰混合，則可讓全部水含量用于粘合，因此就不可能有滲漏水出現(xiàn)并流出或滲出。
基于這種認(rèn)識，本發(fā)明任務(wù)即可采用這樣一種方法來完成，其中降低紅泥的水含量并將這樣提高了固體含量的紅泥與水硬性粘合劑混合，然后讓此混合物固化，該法的特征是，向脫水而使固體物質(zhì)含量達(dá)到35-60%(重量)的紅泥中添加用量至少為紅泥固體物質(zhì)含量的5%(重量)的含CaO石灰并在必要時(shí)加水，然后將各組分混成流態(tài)均勻物料，最后讓其硬化并可按需要形成廢物堆。石灰可按要求以生石灰或/和熟石灰或/或消和石灰的形態(tài)加入脫水紅泥中。并且特別有利的是向紅泥中添加其用量高達(dá)紅泥中固體含量的8%(重量)的含CaO石灰。混合設(shè)備中為提高粘度而與石灰一起加入脫水紅泥的水用量以紅泥量計(jì)為0-300l/m3。
以下將參照附圖
詳細(xì)說明本發(fā)明，圖中示出了本發(fā)明方法的工藝流程。
從氧化鋁生產(chǎn)廠來的稀液狀紅泥經(jīng)管線1送入過濾設(shè)備2，其中其水含量降低到40-65%優(yōu)選為45-55%。含堿水即碳酸氫鈉水溶液經(jīng)管線3送入氧化鋁生產(chǎn)工藝，這樣可降低氧化鋁生產(chǎn)成本。過濾后干重為35-60%的紅泥為不具有油狀稠性形態(tài)的物料，然后送入混合器6并通過管線5向其中加石灰。必要時(shí)用管線4送水;為了調(diào)節(jié)到優(yōu)化粘度值，通常除了加石灰而外，還可能需要加水。水和石灰當(dāng)然可呈石灰乳，也可同時(shí)加入，如通過管線5加入。在充分?jǐn)嚢钘l件下，與石灰混合后的紅泥呈流態(tài)，即其粘度大大降低。這樣得到的可流動(dòng)混合物用管線8中設(shè)置的高壓泵7送到廢物堆積場9并用推土機(jī)堆成廢物堆，該廢物堆本身是穩(wěn)定的，因此不需要用任何其它物料制成堆積圈。附圖中還按管線示出了物料的輸送方向或流向。
考慮到氧化鋁生產(chǎn)廠和廢物場的遠(yuǎn)近以及常規(guī)因素，不僅在氧化鋁生產(chǎn)廠區(qū)，而且在廢物場附近可設(shè)置輸送裝置，混合裝置以及泵。
以下用實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
將來自氧化鋁生產(chǎn)廠的高水含量紅泥過濾而得固體含量為53%(重量)的紅泥。該脫水紅泥中按每立方米加入50Kg熟石灰和250升水并將這些組分混合40分鐘而使其均化?；旌虾蠹吹玫秸扯葹?.0-5.0Pa.s的可流動(dòng)物料，其泵送性良好并在管道中輸送時(shí)的摩擦損失成倍降低。將這種可流動(dòng)的物料混合物泵送到形成廢物堆的地區(qū)。約10-12小時(shí)后物料即可粘結(jié)。3天后達(dá)到200-300KN/m2的同向抗壓強(qiáng)度，而在28天后則達(dá)到500-600KN/m2的同向抗壓強(qiáng)度。這種物料用推土機(jī)處理即可形成規(guī)格符合要求的廢物堆。凝固廢物堆的透水性為10-6-10-7cm/sec.
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下由于與石灰混合而大大改善了紅泥的水硬性特性，這在有效地降低混合物的粘度方面表現(xiàn)得特別明顯。這又使混合物可象用飛灰處理的紅泥一樣進(jìn)行輸送，但其摩擦損失和能量消耗大大降低了，其中通過調(diào)節(jié)組分和與紅泥水含量有關(guān)的石灰量之一即可制得達(dá)到預(yù)先指定粘合和固化特性的混合物。
石灰添加量可這樣確定，其中使過濾或脫水后的紅泥水含量全部參與粘合，這樣一來就不可能有水從混合物排出，即保證土壤中不會出現(xiàn)污染地下水的含堿流體。凝固廢物堆中物料處于聯(lián)結(jié)態(tài)，因此降水時(shí)不會從中溶出有害于環(huán)境的物質(zhì)。硬化材料的透水性一般特別低(K＝10-6-10-7cm/sec)。用混合物可建立起本身穩(wěn)定的廢物堆，這無需用其它物料制成堆積圈。
根據(jù)本發(fā)明，還可在各種情況下使紅泥變成無害物質(zhì)，從而使本發(fā)明解決了長久難以解決的環(huán)境保護(hù)問題。
當(dāng)然，本發(fā)明無論如何也不可能僅限于上面給出的實(shí)施例，而是可在權(quán)利要求書定義的保護(hù)范圍內(nèi)以許多方式進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.氧化鋁生產(chǎn)過程中沉積紅泥的除害方法，其中降低紅泥的水含量并將這樣提高了固體含量的紅泥與水硬性粘合劑混合，然后讓此混合物固化，該法的特征是，向脫水而使固體物質(zhì)含量達(dá)到35-60%(重量)的紅泥中添加用量至少為紅泥固體物質(zhì)含量的5%(重量)的含CaO石灰并在必要時(shí)加水，然后將各組分混成流態(tài)均勻物料，最后讓其硬化并可按需要形成廢物堆。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征是，石灰以生石灰或/和熟石灰或/和消和石灰或/和石灰乳的形態(tài)加入脫水紅泥中。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征是，加入紅泥中的含CaO石灰用量高達(dá)紅泥中固體含量的8%(重量)。
4.權(quán)利要求1-3之一的方法，其特征是，加入脫水紅泥中的水用量以紅泥量計(jì)為0-300l/m3。
全文摘要
氧化鋁生產(chǎn)過程中沉積紅泥可先通過例如過濾而脫水至其固體含量達(dá)到35-60％(重量)。向該物料中添加用量以紅泥中固體含量計(jì)為5-8％(重量)的按要求而呈熟石灰或生石灰形態(tài)的含CaO石灰并充分混合而得粘度大大降低的流態(tài)均勻物料混合物，然后即可用此混合物形成穩(wěn)定的廢物堆。
文檔編號C02F1/58GK1037493SQ88102710
公開日1989年11月29日 申請日期1988年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月11日
發(fā)明者簡諾斯·阿斯伯斯, 伊斯塔凡·朱哈茨, 加勃·來斯恩耶, 埃爾帕德·米克勞斯, 吉約爾吉·莫爾納, 塔瑪斯·莫西茨, 德茨索·帕茨托, 佐坦·索迪, 伊斯塔凡·費(fèi)茨索尼 申請人:建筑工程公司