本发明属于赤泥资源化处理,具体涉及一种赤泥资源化利用的方法。
背景技术:
1、赤泥是从铝土矿提炼氧化铝后排出的高碱性固体废物,因富含氧化铁(20-50%)而呈红褐色,称之为赤泥。一般情况下,生产1吨氧化铝副产1-2吨赤泥,中国作为氧化铝生产大国,每年排出赤泥高达数千万吨。赤泥中氧化铁、氧化铝、氧化硅含量较高,含有的氧化铁、氧化铝、二氧化硅及钠钙占其总化学组成的80-85%,此外,还含有少量氧化镁、二氧化钛、氧化锰、三氧化二铬及极少量稀有元素。
2、赤泥的危害体现在:(1)赤泥的中的碱液渗入地下,会使周围水体的ph值升高。(2)赤泥中的钠、铝、氟化物等经各种渠道进入地下,也会严重污染水体。(3)由于赤泥颗粒细小,赤泥表面干燥后,在大风的天气下会有极细的颗粒形成扬尘,对周围环境和大气造成污染。
3、目前,我国大量赤泥采用露天筑坝堆存的方法处置,不仅浪费资源,占用大量土地,还消耗大量资金。因此,赤泥的无害化、资源化的综合利用,对解决赤泥对环境的污染具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足,本发明的目的是提供一种赤泥资源化利用的方法,本发明提供的方法将以赤泥为原料,生产氧化铁、氢氧化铝及氧化硅多孔材料、氯化钠,轻质碳酸钙,赤泥利用率高。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案为:
3、一方面,一种赤泥资源化利用的方法,包括以下步骤:
4、赤泥打浆,磁选出磁性氧化铁;磁选后的浆液与盐酸反应,过滤得氧化硅多孔材料,滤液浓缩后高温水解,得氧化铝、氧化铁与可溶性盐的混合物固体;混合物固体先水洗除盐,再与氢氧化钠反应,过滤分离出氧化铁,滤液通二氧化碳,过滤分离出氢氧化铝,滤液加生石灰反应,过滤得轻质碳酸钙,分离碳酸钙后的滤液为氢氧化钠溶液,回用到生产中。
5、优选的,赤泥打浆后用胶体磨研,再用磁选机选出含有磁性的氧化铁。磁选出的磁性氧化铁,用水洗涤,洗水依次套用。胶体磨研后,赤泥分散均匀,便于用磁选机将赤泥中的磁性氧化铁完全选出。
6、优选的,磁选后的浆液过滤,所得固体加入盐酸,回流反应,过滤得氧化硅多孔材料。其中,回流反应后,过滤,固体套洗多次,过滤得多孔材料。套洗3-4次,最后一次套洗时,调节ph至6-7。
7、盐酸与浆液中的氧化铁、氧化铝等金属氧化物反应,生成可溶性氯化物溶解在溶液中,而氧化硅属于非金属氧化物,不与盐酸发生反应,而实现了与金属氧化物的分离。因此,反应结束后,通过过滤便可将氧化硅分离出来,实现氧化硅的回收。氧化硅多孔材料经洗涤、烘干后,经检测比表面积在200m2/g以上,主要成分为氧化硅,还有少量氧化钛等物质,可作为建筑材料进行利用。
8、优选的,过滤出多孔材料的滤液浓缩后再进行高温水解。其中,在高温水解反应器中进行高温水解,水解生成氧化铝、氧化铁混合物固体,混合物固体还含有少量氯化钠等可溶性盐。
9、优选的,水洗除盐具体为:混合物固体加水用胶体磨研,过滤,固体套洗除盐。混合物固体中的可溶性盐在水洗过程中溶解在水中,进而去除。
10、优选的,与氢氧化钠反应,反应条件为:180-200℃反应2-4h,进一步优选为180-190℃反应2h。与氢氧化钠反应时,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠而溶于水,而氧化铁不能与氢氧化钠反应,通过简单的过滤便可分离出氧化铁。
11、优选的,滤液通二氧化碳,直至溶液ph值为9-10。二氧化碳的通入,偏铝酸钠与其反应生成氢氧化铝沉淀,过滤后经水洗、烘干便得到氢氧化铝。
12、优选的,滤液加生石灰反应,反应条件为90-110℃反应2-4h,进一步优选为100℃反应2h。
13、优选的,分离出氢氧化铝的滤液加石灰反应后,过滤,所得固体水洗多次后再次过滤,所得固体打浆,通二氧化碳到浆料ph至中性后,过滤浆料,所得固体烘干后得轻质碳酸钙。
14、本发明的有益效果为:
15、与现有技术相比,本发明的赤泥资源化利用的方法,不仅回收了赤泥中的磁性氧化铁、三氧化二铁、氯化钠、氧化硅多孔材料、轻质碳酸钙,将赤泥中的氧化铝转化为氢氧化铝而分离出来,且在赤泥资源化利用的过程中,所得氢氧化钠可返回循环利用,实现了赤泥的完全资源利用。
16、同时,分离获得的磁性氧化铁、三氧化二铁、氯化钠、多孔材料、轻质碳酸钙、氢氧化铝的收率高,以山东某氧化铝厂赤泥为例,每吨干赤泥可回收磁性氧化铁(含铁量70%以上)100kg,三氧化二铁(含铁68%以上)400kg,氢氧化铝170kg,多孔材料(比表面积大于200m2/g)160kg,轻质碳酸钙200kg左右,氯化钠100kg,赤泥得到了充分利用。
1.一种赤泥资源化利用的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述方法,其特征在于,赤泥打浆后用胶体磨研,再用磁选机选出含有磁性的氧化铁。
3.如权利要求1所述方法,其特征在于,磁选后的浆液过滤,所得固体加入盐酸,回流反应,过滤得多孔材料;
4.如权利要求3所述方法,其特征在于,回流反应后,过滤,固体套洗多次,过滤得多孔材料;
5.如权利要求1所述方法,其特征在于,过滤出多孔材料的滤液浓缩后再进行高温水解。
6.如权利要求1所述方法,其特征在于,水洗除盐具体为:混合物固体加上批洗水用胶体磨研,过滤,固体套洗除盐。
7.如权利要求1所述方法,其特征在于,与氢氧化钠反应,反应条件为:180-200℃反应2-4h,优选为180-190℃反应2h。
8.如权利要求1所述方法,其特征在于,滤液通二氧化碳,直至溶液ph值为9-10。
9.如权利要求1所述方法,其特征在于,滤液加生石灰反应,反应条件为90-110℃反应2-4h,优选为100℃反应2h。
10.如权利要求1所述方法,其特征在于,分离出氢氧化铝的滤液加石灰反应后,过滤,所得固体水洗多次后再次过滤,所得固体打浆,通二氧化碳到浆料ph至中性后,过滤浆料,所得固体经水洗烘干后生产轻质碳酸钙。