[发明专利]氧化铝厂赤泥的二氧化碳悬浮脱碱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝厂的生产废料赤泥的脱碱再利用方法，属于化工及环保技术领域。 

背景技术

随着铝工业的发展，生产氧化铝排出的赤泥量日益增加，目前全世界每年产生约5000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年大约也有1500万吨以上。每生产1吨Al₂O₃就会产生0.6～1.2吨的赤泥矿渣。这么大量的赤泥都湿法或干法堆存，不但污染水源，占用大量土地，而且赤泥中许多可利用成分不能得到合理利用，造成了资源二次浪费。对赤泥进行综合利用研究迫在眉睫。 

为了有效地利用赤泥，实现废弃资源再利用，国内外已进行了大量研究，如从赤泥中提取有价金属钛、铁等，或将其用于硅酸盐水泥、建材基料等等。但是，由于赤泥碱含量过高，制约其资源化综合利用。因此，经济有效地实现赤泥脱碱是赤泥资源化综合利用中亟待解决的问题。 

CO₂是一种无色、无味的气体，是地球上最丰富的碳资源之一。20世纪以来，随着人类工业生产活动的高速发展，CO₂排放量越来越大，预计到2100年，大气中二氧化碳含量将达到5.5×10^-4。由于它在大气中含量高、寿命长，所以对温室效应的贡献最大，其浓度增加对温室效应的贡献值更是达到55％。大量CO₂气体排放导致的全球“温室效应”及造成的一系列严重环境问题，引起了世界各国高度重视，并已将其作为温室气体削减与控制的重点。如能将CO₂转化成再生资源加以利用、使之变废为宝，不仅对当前世界性CO₂减排做出贡献，而且也将创造显著的社会、环境和经济效益。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化铝厂赤泥的CO₂悬浮脱碱的方法，具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。 

解决本发明的技术问题所采用的方案是： 

(1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末状； 

(2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状； 

(3)在泥浆状的赤泥中通入CO₂进行气液固三相脱碱反应； 

(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。 

本发明的具体工艺技术参数是： 

①赤泥在马弗炉中于400～700℃下焙烧3～6小时，然后将其粉碎并研磨成50～150目的粉末；②赤泥粉末在脱碱反应器中按5∶1～10∶1液固质量比搅拌混合成泥浆；③脱碱反应时按3m/s～5m/s的气体速率通入CO₂，反应温度40℃～80℃，反应时间1小时～5小时。 

本发明所述的脱碱后的赤泥可用作生产硅酸盐水泥的原料。 

赤泥本身附带一定量结晶水，经400～700℃焙烧后，结晶水被完全去除。在水热反应条件下，赤泥的附着碱溶解于反应溶液中，当CO₂进入反应体系中，与溶液中的碱发生反应后，这种平衡被破坏，造成了液固界面与溶液中碱量的浓度差，迫使赤泥的附着碱不断进入反应体系中进行脱碱反应，最终完成脱碱过程。赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺属于气、液、固三相反应，在整个脱碱过程中，CO₂气体主要与溶液中的碱性化合物，如铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氢氧化钠(NaOH)等发生中和反应，以达到脱碱的目的。 

本发明的有益效果是： 

本发明开发的优点在于：(1)是新型CO₂悬浮化法赤泥脱碱绿色环保工艺，工艺将造成温室效应的CO₂用于赤泥废弃物脱碱，不仅达到“废气减排化”和“废物减量化”，而且实现双废物(CO₂和赤泥)的可持续综合再利用。(2)与传统生石灰脱碱工艺相比]，本发明的CO₂悬浮工艺具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。(3)整个工艺可实现闭路循环，反应过程不产生“三废”污染，属于绿色环保型清洁生产工艺。 

具体实施方式

实施例1 

以烧结法产生赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。 

表1赤泥的化学组成及物相组成(％)