[发明专利]一种双搅拌电解过滤装置及赤泥脱碱协同苛性碱回收的方法

说明书

本发明公开了一种双搅拌电解过滤装置及赤泥脱碱协同苛性碱回收的方法。双搅拌电解过滤装置包括槽体，槽体中部设有多孔过滤板，多孔过滤板的上部为阳极区矿浆电解池，下部为阴极区储液池；阳极区矿浆电解池的内部设有阳极双搅拌装置，阴极区储液池的顶部设有阴极多孔过滤板。该装置用于赤泥脱碱过程，在其双搅拌作用下通过电极过程与非电极过程的瞬间动态平衡实现强化赤泥脱碱，在电场驱动、负压和重力驱动的协同作用下一步实现赤泥脱碱、苛性碱回收以及液固分离，该装置简单、处理赤泥效率高，有利于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种电解装置，还涉及一种利用电解装置实现赤泥脱碱的方法，具体涉及一种双搅拌电解过滤装置以及利用双搅拌电解过滤装置实现赤泥脱碱协同苛性碱回收的方法，属于赤泥脱碱技术领域。

背景技术

赤泥是铝土矿生产氧化铝产生的碱性固体废渣，平均每生产1吨氧化铝可产生1～1.5吨赤泥。据工信部2019年统计，我国赤泥累积堆存量已超过11亿吨，并以每年9000万吨的速度增长。赤泥具有强碱性，尤其是高温强碱下溶出产生的拜耳法赤泥，在拜耳法流程洗涤后依然以游离碱和结构碱的形式携带了5～12％的Na₂O，难以直接利用。目前国内赤泥通常排放至赤泥坝堆存，大量赤泥长期堆存，不但占用大量土地，还存在赤泥库溃坝、土壤及水污染等风险。电化学手段在现有赤泥脱碱领域应用的不多。徐洁等利用电渗析装置对赤泥库废水进行脱盐、浓缩，获得了较好的效果。但是该装置使用比较昂贵的阴、阳离子交换膜，赤泥废水中的微细颗粒易造成膜的堵塞，同时该装置只能用于处理赤泥浸出液，无法直接处理赤泥矿浆。

发明内容

针对现有技术中赤泥电化学脱碱的技术存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种双搅拌电解过滤装置，该装置避免了使用隔膜，克服了传统电化学脱碱过程隔膜易堵塞的技术瓶颈，且该装置在双搅拌作用下通过电极过程与非电极过程的瞬间动态平衡实现强化赤泥脱碱，在电场驱动、负压和重力驱动的协同作用下一步实现赤泥脱碱、苛性碱回收以及液固分离，该装置简单、处理赤泥效率高，有利于推广使用。

本发明的第二个目的是在于提供一种赤泥脱碱协同苛性碱回收的方法，该方法是基于双搅拌电解过滤装置实现，该方法能实现赤泥的快速、高效脱碱，且一步实现赤泥脱碱、苛性碱回收以及液固分离，过程简单，处理效率高，有利于大规模工业化生产。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种双搅拌电解过滤装置，该装置包括槽体；所述槽体中部设有多孔过滤板，所述多孔过滤板的上部为阳极区矿浆电解池，下部为阴极区储液池；所述阳极区矿浆电解池的内部设有阳极双搅拌装置；所述阴极区储液池的顶部设有阴极多孔过滤板。

本发明的双搅拌电解过滤装置是专门针对赤泥脱碱过程而设计，主要是在于阳极区与阴极区的上下分区设计，以及采用双搅拌装置，并且阳极设计成双搅拌装置，阴极设计成多孔过滤板，在赤泥脱碱过程中，在双搅拌作用下通过电极过程与非电极过程的瞬间动态平衡实现强化赤泥脱碱，在电场驱动、负压和重力驱动的协同作用下一步实现赤泥脱碱、苛性碱回收以及液固分离。

作为一个优选的方案，所述阳极双搅拌装置包括两组平行且逆向搅拌的搅拌器。优选的阳极双搅拌装置采用逆向双搅拌对流驱动，在加强浆料混合和瞬间动态平衡、削弱浓差极化的同时，为黏性赤泥矿浆向下输送提供动力来源。

作为一个优选的方案，所述搅拌器包括支撑杆及与支撑杆底部固定连接的惰性阳极搅拌桨。优选的方案将阳极设计为惰性阳极搅拌桨有利于将阳极表面及附近产生的H⁺快速扩散，并强化与赤泥中Na⁺的置换过程。

作为一个较优选的方案，所述支撑杆内部为金属导电内芯，所述金属导电内芯与电源正极连接。

作为一个较优选的方案，所述阴极多孔过滤板通过槽体内设置的导线与电源负极相连。

作为一个优选的方案，所述惰性阳极搅拌桨由金属铂或金属金构成，或者由包含钌铱镀层、铱钽镀层或铂金镀层的金属钛构成。