[发明专利]钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法

权利要求书

1.钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，按以下步骤进行：

(1)钙化脱碱转型

将拜耳法赤泥与铝酸钙或石灰和铝酸钙混合，于高浓度苛性碱溶液母液中进行钙化脱碱转型反应，反应温度为80～180℃，反应时间为10～60min，反应后，固相为钙化渣，其主要成分为水化石榴石，液相为高浓度苛性碱溶液；

(2)碳化转型

将清水与钙化渣按液固比(3～15)：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入CO₂，使密闭容器内CO₂气体的分压达到0.8～1.8MPa，再于80～160℃的条件下碳化转型反应10～240min，得到矿浆；矿浆经液固分离，固相为碳化转型渣，其主要成分为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝，液相为水；

(3)低温溶铝

在反应温度40～100℃以及反应时间20～120min条件下，将碳化转型渣与氢氧化钠浓度为50～150g/L的低温溶铝母液进行溶铝反应，低温溶铝母液与碳化转型渣的液固比为(4～15)：1mL/g，反应得到矿浆；矿浆经液固分离，液相为铝酸钠溶液，固相为主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥；

上述碳化转型和低温溶铝反应进行1～5次；

(4)沉铝

将步骤(3)产生的铝酸钠溶液与含钙矿物反应，得到铝酸钙沉淀和氢氧化钠溶液。

2.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，步骤(1)所述的铝酸钙或石灰和铝酸钙中氧化钙与赤泥的质量比为(0.2～1.0)：1；所述的赤泥与铝酸钙或石灰和铝酸钙的混合物与高浓度苛性碱溶液母液的液固比为(3～10)：1mL/g。

3.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，步骤(1)所述的高浓度苛性碱溶液母液为氧化钠浓度100～300g/L的氢氧化钠溶液或氧化钠浓度100～300g/L的铝酸钠溶液。

4.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，可取出部分所述步骤(1)中得到的高浓度苛性碱溶液中的碱液，为拜耳法或步骤(3)低温溶铝反应补碱，未取出的碱液可在步骤(1)钙化脱碱转型反应中作为母液循环使用。

5.根据权利要求4所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，其可取出高浓度苛性碱溶液的体积为：可取出的高浓度苛性碱溶液体积(V_补)和钙化脱碱转型反应后得到的高浓度苛性碱溶液体积(V_总)的比例V_补/V_总与钙化脱碱转型反应前、后的苛性碱溶液的浓度有关，具体的计算关系如下：

其中，V_补为可取出的碱液体积，V_总为钙化脱碱转型反应后总的苛性碱溶液体积，m_后为钙化脱碱转型反应后液相中苛性碱溶液浓度，m_前为钙化脱碱转型反应前液相中苛性碱溶液液浓度。

6.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，所述步骤(2)中生成的水在碳化转型反应中循环使用。

7.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，步骤(3)所述的新型结构赤泥，经水洗涤后排出，洗涤所产生的洗液可以返回步骤(1)钙化脱碱转型反应补充由于高浓度苛性碱溶液向拜耳法或向步骤(3)低温溶铝反应补充碱液所造成的水损失。

8.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，步骤(4)所述的含钙矿物为含有氧化钙的原料，包括石灰、铝酸钙、电石渣；所述的含钙矿物中氧化钙与铝酸钠溶液中氧化铝质量比为(1.3～2.5)：1。

9.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，步骤(4)含钙矿物与铝酸钠溶液的反应条件为：反应温度20～90℃以及反应时间1～60min。

10.根据权利要求1所述的钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，其特征在于，所述步骤(4)中，反应得到的铝酸钙沉淀返回步骤(1)作为钙化脱碱转型反应的钙源循环使用；所述的氢氧化钠溶液返回步骤(3)作为低温溶铝母液循环使用。