赤泥的脱碱与贮存

０引言中国长城铝业公司氧化铝厂（下简称长铝公司）采用混联法生产氧化铝,每年外排赤泥约６０～８０万ｔ,由于目前尚没有找到有效的利用方法,不但占用大量的农田,而且严重污染环境。长铝公司外排赤泥中含有高达４３５%的Ｃ２Ｓ矿物,是生产普通水泥的很好原料。为了变废为宝,长铝公司水泥厂曾在１９６６年建了一套转鼓式真空过滤赤泥系统,由于赤泥粒度粗,赤泥浆在输送管道中经常出现沉淀现象,赤泥碱含量偏高,所以利用率也很低。为了找到一条有效的利用赤泥作原料生产水泥的途径,于１９９７年应用赤泥常压石灰脱碱技术,对赤泥进行了脱碱和贮…     

赤泥脱碱方法及其机理研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中产生的强碱性废弃物,其强碱性是制约自身大规模综合利用的重要因素。因此十分有必要对赤泥进行脱碱,以期实现赤泥的综合利用,保障铝工业可持续发展。论文综述了国内外赤泥脱碱方法,如水洗法、酸浸法、石灰法、盐类浸出法、CO₂法、生物法等;同时从自由碱和化学结合碱的角度分析了各种脱碱方法的特点及主要脱碱机理,总结出赤泥脱碱的原理主要是中和反应、沉淀反应及钠置换反应。最后剖析了各种脱碱方法存在的问题,并对赤泥脱碱的研究提出了建议,这将为赤泥脱碱技术的进步以及赤泥的综合利用提供参考。     

赤泥碱回收的初步研究

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排放的固体废弃物,它属于强碱废渣,是一种严重的碱性污染源。采用热水及氧化钙水浴法对强碱性赤泥进行脱碱过滤洗涤。实验结果表明,添加氧化钙后赤泥滤液中碱浓度明显高于未添加氧化钙的,且随氧化钙添加量的增加,赤泥滤液中的碱浓度升高。赤泥中氧化钙的添加量为5%（质量分数）时,滤渣水洗3次回收碱的效率最高,回收的碱量接近回收总量的3/4。水洗各组赤泥的洗涤液的pH改变不大,均只降低了约0.5。各组水洗回收碱的回收效率与前期反应处理方式的关系不大,回收率主要受洗涤次数的影响。     

赤泥草酸脱碱实验研究

赤泥强碱性是影响环境和制约其综合利用的关键因素.本文提出了赤泥草酸脱碱的实验研究,考察了草酸用量,反应温度,液固比和反应时间对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥和脱碱渣进行了XRD物相分析.结果表明:在草酸用量为15％,反应温度为80℃,液固比为4 mL/g和反应时间为40 min条件下,赤泥脱碱率超过95％.草酸显著破坏了赤泥中钙霞石的结构,可以选择性地脱除赤泥中的钠,脱碱渣中氧化钠含量低于0.5％,而钛、钙和硅等元素含量略有提高.     

烧结法赤泥脱碱过程

采用适当的工艺流程对烧结法赤泥进行脱碱处理．研究了脱碱剂用量、赤泥粒度、液－固比、温度、时间对脱碱结果的影响．结果表明：使用该脱碱工艺,可使脱碱后赤泥中碱含量１％．     

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰（CaO）作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明：温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石（Na₈Al₆Si₆O₂₄CO₃）中的2个Na⁺被1个Ca²⁺置换出,生成了更难溶的钙霞石［Na₆CaAl₆Si₆（CO₃）O₂₄·2H₂O］。     

赤泥脱碱处理和有价金属钛钪提取的研究

赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后排除的固体残渣。研究了用石灰脱碱,降低赤泥对土壤的环境危害,并提取其中贵重金属的方法。赤泥脱碱的条件：氧化钙用量占赤泥质量的5％～8％,质量分数20％的石灰乳与赤泥质量比为（3～5）：1,在80～90℃浸取2h,当原赤泥粒度小于180μm时,脱碱后赤泥含总碱质量分数〈1．0％。从赤泥中提取钪、钛采用两段酸浸工艺：先用6mol／L盐酸浸取,盐酸浸出液用质量分数1％的P507萃取,在50℃时用2．0mol／L氢氧化钠溶液反萃取,钪的提取率达90％以上;再用17．1mol／L硫酸浸取,酸渣质量比为3：1,浸取温度为200℃,浸取时间为2h,钛提取率可达95％。     

拜耳法赤泥脱碱研究现状

叙述了拜耳法赤泥脱碱的意义以及我国拜耳法赤泥的物理化学性质以及物相特点,结合国内外拜耳法赤泥脱碱研究现状,总结了目前拜耳法赤泥脱碱工艺存在的问题,并提出了拜耳法赤泥高效脱碱的建议和意见.     

赤泥水浸脱碱实验及动力学研究

赤泥是一种碱性污染物,强碱性是制约其综合利用的关键因素。进行了拜耳法赤泥水浸脱碱实验及动力学研究,实验结果表明：赤泥在水浸次数为4次、液固体积质量比为9 mL/g、反应温度为90 ℃和反应时间为60 min的条件下,赤泥的脱碱率可达71%。采用未反应收缩核模型对水浸脱碱数据进行线性拟合,动力学分析表明：活化焙烧后赤泥的水浸脱碱过程受扩散步骤控制,线性相关系数大于0.97,表观活化能为11.72 kJ/mol。     

亚熔盐法处理铝土矿工艺的赤泥常压脱碱

研究了在低温常压下亚熔盐法处理铝土矿所得赤泥的脱碱过程,考察了反应温度、CaO添加量、初始溶液Na2O浓度及反应时间等因素对反应过程的影响.结果表明,随CaO用量增加、反应温度提高和反应时间延长,终赤泥中Na2O含量降低,初始碱浓度过高或过低都不利于Na2O溶出.在95℃、NaOH溶液/干赤泥质量比6、CaO/原赤泥质量比0.22、初始溶液Na2O浓度60g/L、反应时间10h的条件下,终赤泥中Na2O含量可降至1.41%,钠/硅质量比为0.07.反应后生成了硅酸钙相,赤泥由棒状晶体转变成了绒球状的薄片聚集体.     

磷石膏与碳酸钙对赤泥脱碱的效果及可能机理

为降低赤泥中的碱分,增加赤泥资源化、无害化利用途径,探索采用磷石膏和碳酸钙为脱碱剂脱除赤泥中的碱分的效果。结果表明：采用磷石膏和碳酸钙脱除赤泥中的碱时,振荡0.5 h即可使振荡液的pH和EC（电导率）值达到稳定状态,耗时较短。赤泥脱碱效率的高低并不直接依赖于脱碱剂与赤泥的配比、延长脱碱时间等手段。在考虑脱碱效果和经济成本的前提下,m（赤泥）∶ m（磷石膏）、m（赤泥）∶ m（碳酸钙）依次为1∶0.4和1∶0.2。钙化合物添加后,与赤泥发生置换反应,赤泥中更多的结合碱能够被置换出来成为游离碱,进而得到脱除。     

赤泥资源化利用和安全处理现状与展望

综述了近年赤泥在有价组分回收、污水处理、气体净化、催化材料、建筑材料及土壤改良等方面的机理研究和应用进展,通过赤泥理化特征分析阐述其各个应用方向的优势及前景。指出造成目前赤泥综合利用率低的最大因素是赤泥中含有大量碱性物质和重金属等,由此突出介绍了赤泥脱碱技术及赤泥毒性浸出研究。总结了国内外赤泥资源化途径较为分散、对赤泥利用的系统研究不足、未真正实现赤泥最大程度资源化也未解决当前赤泥造成的现实及潜在环境安全等问题。立足赤泥处置的"减量化、无害化和资源化"原则,并基于我国国情提出了"气体净化-资源回收-制备建筑材料"赤泥综合治理利用技术路线,为大规模工业固废-赤泥的资源化利用提供了新的研究和工业化思路。     

Selective separation of sodium from red mud with citric acid leaching

Selective separation of sodium with citric acid leaching from red mud has been put forward. The main factors and dealkalization mechanism by using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy, X-ray diffraction, and shrinking core model were studied. The results show that the dealkalization rate reached more than 95% under the following conditions: citric acid dosage of 15%, liquid-to-solid ratio of 7 mL/g, leaching temperature of 100°C, stirring speed of 300 rpm, and leaching time of 120 min. Sodium easily dissolved in the solution by citric acid leaching. The dealkalization process was controlled by internal diffusion and the apparent activation energy (E_a) was 19.43 kJ/mol.     

海外矿拜尔法赤泥制备PACF新工艺

实验室采用DTA-TG,SEM-EDS等手段对海外矿拜尔法赤泥合成聚合氯化铝铁进行了研究,重点试验了原料配比、助剂种类条件,工艺过程影响因素,确定PACF的最佳制备条件,最后对实验室合成的PACF进行了混凝对比,表明采用海外矿拜耳法赤泥合成的PACF浊度去除率高达92%,略优于市售PAC产品混凝效果,此技术的成功研发为赤泥综合利用开辟了一套新的途径。     

拜耳法赤泥不同脱碱工艺的对比分析

赤泥是氧化铝冶炼工业中排放的强碱性固体废弃物,为了降低赤泥中碱的含量,实现赤泥综合利用,对二氧化碳浸出法、酸中和法、钙离子置换法等脱碱工艺进行了初步的对比研究。结果表明,二氧化碳浸出法能够降低赤泥浆的pH,并有效去除赤泥中的钠（I）;盐酸的加入可以大幅度降低赤泥浆的pH,进一步水洗虽然能基本去除赤泥中的钠（I）,但pH会增加;钙化合物的添加能有效置换出赤泥中的结合碱,但对赤泥浆pH的影响不大。     

赤泥改性磷石膏作水泥缓凝剂

在对磷石膏直接应用于水泥中的危害分析的基础上,用赤泥对磷石膏在焙烧条件下进行改性。结果表明:磷石膏与赤泥按1∶5混合后,在800℃进行焙烧,保温2h后急冷,可消除磷石膏中有害杂质对水泥的不良影响,能代替天然石膏作水泥的缓凝剂,并且对水泥的强度具有增强效果。