[发明专利]一种利用锰渣渗滤液脱除赤泥中钠和钾的方法

说明书

本发明公开一种利用锰渣渗滤液脱除赤泥中钠和钾的方法，包括以下步骤：(1)将赤泥和锰渣分别经过干燥、研磨和过筛处理；(2)在处理后的锰渣中加水进行浸出反应，过滤，得到锰渣渗滤液；(3)在处理后的赤泥中加入锰渣渗滤液再次进行五阶段浸出反应，离心、洗涤、过滤，得到锰渣渗滤液脱碱后的赤泥。本发明提出了一种利用锰渣渗滤液对赤泥进行脱碱处理的新工艺，对赤泥中钠和钾的脱除效果高，且脱碱后赤泥中主要化学组成变化不大，有利于赤泥在建材中的添加使用，是一种“以废治废”调控赤泥碱性的方法。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物的无害化处理领域，具体涉及一种利用锰渣渗滤液脱除赤泥中钠和钾的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝精炼工艺中产出的工业固体废弃物，每生产1吨氧化铝会产生1.5吨左右的赤泥。截至2018年，全球赤泥累计堆存量已经超过46亿吨；全球赤泥的年产量已超过1.6亿吨，其中我国赤泥的年增加量约1亿吨左右。而中国的赤泥累积量也已超过7.9亿吨。而且，随着赤泥的排放与堆存逐渐增加，其安全处置带来巨大挑战，制约了氧化铝工业的发展。赤泥的高产量与低消耗导致其堆存量逐年增加。而赤泥的强碱性、高盐分一方面在堆存过程中带来严重的环境问题，另一方面也限制了赤泥的综合利用，已成为制约世界各国铝业可持续发展的瓶颈。因此赤泥脱碱是解决赤泥堆存问题和综合利用问题的主要方向。锰渣渗滤液是锰渣经堆存后产生的弱酸性废水，pH约为5.9，其中的可溶性锰等污染物迁移到周边土壤、地下水及河流中，对生态环境及人类健康造成严重威胁。因此，利用锰渣渗滤液对赤泥进行脱碱处理，不仅降低赤泥碱性而且解决锰渣渗滤液的排放问题，降低赤泥和锰渣渗滤液所产生的环境影响，为“以废治废”调控赤泥碱性的基本思路提供了参考。

目前赤泥脱碱工艺主要包括水洗法、酸中和法、海水法以及石膏法。水洗法的耗水量大且脱碱效率低；酸中和法导致赤泥中硅、铝和铁溶解在液相中并形成胶体，造成难以过滤的问题。此外，酸中和法导致脱碱赤泥的产率降低且呈酸性，不利于后续利用，海水法需要较高的液固比，并且不适用于非沿海地区的氧化铝工业。石膏法中由于石膏的溶解速度慢，很难被广泛地应用。

因此，如何开发一种新的赤泥脱碱方法是亟需解决的技术难题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种利用锰渣渗滤液脱除赤泥中钠和钾的方法，该方法通过含锰、钙等元素的锰渣渗滤液对赤泥脱碱，使得赤泥的钠钾释放，在脱碱后的赤泥中生成水碳铝锰石([Mn₄Al₂(OH)₁₂CO₃·3H₂O])，有利于其在建材中的添加使用。

为实现上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用锰渣渗滤液脱除赤泥中钠和钾的方法，包括以下步骤：

(1)将赤泥和锰渣分别经过干燥、研磨和过筛处理；

(2)在处理后的锰渣中加水，置于恒温水浴振荡器中进行浸出反应，过滤，得到锰渣渗滤液；

(3)在处理后的赤泥中加入锰渣渗滤液，置于恒温水浴振荡器中再次进行浸出反应，重复浸出，离心、洗涤、过滤，得到锰渣渗滤液脱碱后的赤泥。

优选的，步骤(1)所述干燥温度为70-90℃，干燥时间为24h。

优选的，步骤(1)所述过筛为过80-120目筛。

优选的，步骤(2)所述锰渣为电解锰渣或生产硫酸锰排放的硫酸锰渣。

优选的，步骤(2)所述水与锰渣的液固比为1-3mL/g。

优选的，步骤(2)所述浸出条件为：在室温条件下反应1.5-2.5h，振荡转速为240r/min。

优选的，步骤(3)所述浸出反应条件为：在温度为90-95℃条件下反应1-2h，振荡转速为240r/min。