[发明专利]一种消除赤泥放射性的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种消除赤泥放射性的方法，属于赤泥回收技术领域。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中的工业固体废物,一般每生产1 t 氧化铝就产生1. 0～1. 8 t 赤泥,具有强碱性和高放射性两个特点。根据氧化铝生产的不同工艺,赤泥分为拜尔法和烧结法两种不同类型。铝土矿中铝含量高的，采用拜耳法炼铝，所产生的赤泥称拜尔法赤泥;铝土矿中铝含量低的,用烧结法炼铝,所产生的赤泥称为烧结法赤泥。目前赤泥的处置方法主要在堆场长期堆放。赤泥堆场的建设在山区可利用山谷、深坑等地形,以深坑堆放;沿海地区用管道直接输入深海,自然沉积于海底。以上方法都要占用大量土地,且赤泥中的化学成分入渗土壤,造成土地碱化、地下水污染等生态环境问题。赤泥的综合利用,虽然有许多人进行过研究,诸如用于建筑材料领域用作建筑添加剂,也有用于生产硫酸盐水泥砖、瓷砖、绝缘砖、微孔硅酸钙等建筑材料;因地制宜,根据铝厂所处的地理条件进行土地填充和开垦荒地,用赤泥填充采石场、铺筑路基、修建河坝、中和酸性土壤等 ;利用赤泥制备无机化学材料、净水吸附剂等 ;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、放射性元素等金属元素。但是上述方法多停留在实验室研究阶段, 均未实现规模化利用。目前,赤泥利用率不足10 % ,国内累计堆存量超过5000 万t 。

目前,能够完全处置赤泥的最大领域是建筑材料行业,但高放射性是制约应用的难题。世界各国对建筑材料的放射性比活度都有严格要求。我国“建筑材料放射性核素限量”( GB656622001) 规定, 建筑主体材料中天然放射性核素226 Ra 、232 Th 和40 K的放射性比活度同时满足内照射指数IRa ≤1. 0 和外照射指数Ir ≤1. 0 时,其产销与使用范围不受限制; 装修材料中天然放射性核素226 Ra 、232 Th 和40 K的放射性比活度同时满足内照射指数IRa ≤1. 0 和外照射指数Ir ≤1. 3 要求的为A 类装修材料; A 类装修材料产销与使用范围不受限制。

铝土矿通常所含U 、Th 等放射性元素赋存于锆石和独居石中。锆石理论含量为ZrO2 67. 2 %,SiO2 32. 8 %,通常含有0. 5 %～4 % HfO2 、0. 35 %Fe2O3 ,0. 05 %～4 %CaO 和少量REE、Nb 、Ta 、Th 、U 等元素。独居石( REPO4 ) 是含轻稀土元素的磷酸盐矿物,除含Th 、U 外,尚含有ZrO2 、SiO2 等杂质,其主要组成为: RE2O3 约60 % , ThO2 约12 %,UO3 和微量Ra (0. 1 %～0. 3 %) ;硬度5. 0～5. 5 ,密度4. 6～5. 4 g/ cm3 。在氧化铝生产过程中, 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。贵州产出的铝土矿中,稀土元素含量约0. 1 % , U 、Th 含量< 0. 01 %, K2O <1 %,锆石(以ZrO2 计) 0. 15 % ,独居石(REPO4 ) 约0. 45 %。含放射性的锆石和独居石在拜尔法冶炼过程以原矿形式存在于赤泥中,是导致高放射性的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种消除赤泥放射性的方法。能够环保、低成本的将赤泥中的放射性物质（锆石和独居石）从赤泥浆中分离、富集出来，以达到降低、甚至消除赤泥放射性的目的。

本发明的技术方案。消除赤泥放射性的方法，包括下述步骤，

a、将赤泥制浆，浆料进行磁选，选出其中的磁性矿料，包括钛铁矿、铁矿和独居石；

b、剩余浆料通过浮选，选出其中的锆石。

上述的消除赤泥放射性的方法，所述步骤a中，所述磁选为浆料通过磁场强度大于6500-6800高斯的强磁选系统，选出其中的磁性矿料，包括钛铁矿、铁矿、独居石，选出的矿料再通过磁场强度不大于6500高斯的磁选系统，选出含铁磁性矿料，包括铁矿、钛铁矿，使独居石与含铁磁性矿料分离，使独居石进一步富集。

上述的消除赤泥放射性的方法，所述步骤b中，所述浮选为，按重量计，在1000份浆料中加入由0.5-1.5份塔尔油，1-2份水玻璃，0.8-1.8份氧化石蜡皂和0.5-1.8份油酸钠组成的浮选剂，混合均匀后在pH＞12的介质中进行浮选，将锆石分离出来。

上述的消除赤泥放射性的方法，所述浮选剂还包括5-10份氢氧化钠。