燒結(jié)法赤泥脫堿及堿回收工藝研究.pdf

1、赤泥是氧化鋁工業(yè)尾礦中產(chǎn)出的污染性廢渣。目前國內(nèi)的赤泥大多采用露天筑壩濕法堆存,其自然堆存不僅占用大量土地、需要耗費(fèi)較多的堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用,而且?guī)硪幌盗械沫h(huán)境問題。赤泥中含有大量的生產(chǎn)水泥所必須的組分,但其堿含量過高和放射性核素超標(biāo)是制約其綜合利用的關(guān)鍵因素。因此開展赤泥脫堿和堿回收研究,不僅能提高赤泥的綜合利用率,降低環(huán)境危害,而且回收的堿用于氧化鋁生產(chǎn),還能降低氧化鋁生產(chǎn)成本,對(duì)氧化鋁工業(yè)和水泥行業(yè)的發(fā)展都有著十分積極的作用。<

2、br>　　 本論文主要采用中國長(zhǎng)城鋁業(yè)鄭州分公司產(chǎn)出的燒結(jié)法赤泥作為研究對(duì)象,通過參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)采用XRD、SEM等分析測(cè)試手段系統(tǒng)地研究了燒結(jié)法赤泥的資源特性,研究表明燒結(jié)法赤泥有一定的活性,適用于建材行業(yè),尤其是作為水泥原料,但其堿含量(R2O為4.2％)過高大大的限制了其綜合利用效率。
　　 本研究首先采用SEM-EDS和XRD分析了赤泥中堿的賦存狀態(tài),研究表明燒結(jié)法赤泥中的堿主要分為兩部分,即附著堿和化學(xué)結(jié)合堿,其

3、中附著堿約占35%。通過不同的脫堿劑對(duì)赤泥進(jìn)行脫堿試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)許多不同脫堿劑通過離子交換均可達(dá)到一定的脫堿效果,且CaO是一種性價(jià)比較高的脫堿劑。
　　 其次通過對(duì)石灰法脫堿的影響因素和工藝參數(shù)進(jìn)行全面的研究,發(fā)現(xiàn)赤泥顆粒粒徑減小、溫度升高、反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)、石灰摻量增加以及液固比增大均能夠提高赤泥脫堿效果,其中尤以反應(yīng)時(shí)間和CaO摻量的影響效果更明顯。其中溫度90℃、時(shí)間6 h、CaO摻量12%、液固比4/1為石灰法脫堿的最佳工

4、藝參數(shù)。添加石灰處理燒結(jié)法赤泥的脫堿機(jī)理是部分方鈉石(NasAl6Si6O24CO3)中的2個(gè)Na+被1個(gè)Ca2+置換出,生成了更難溶的鈣霞石[Na6CaAl6Si6(CO3)024·2H2O]。
　　 最后堿液濃縮和堿回收的試驗(yàn)表明用石灰法脫堿后的堿液重復(fù)洗滌赤泥使堿液濃縮的方法是可行的,5次洗滌后,溶液中的Na元素濃度達(dá)到26 mg/ml。同時(shí)采用正丁醇對(duì)飽和溶液進(jìn)行萃取結(jié)晶,回收碳酸氫鈉的方法也是可行的。其中碳酸氫鈉的回收