(10)申请公布号 CN 101927255 A
(43)申请公布日 2010.12.29C N 101927255 A
*CN101927255A*
(21)申请号 200910094923.7
(22)申请日 2009.09.03
B09B 3/00(2006.01)
C04B 7/147(2006.01)
(71)申请人昆明理工大学
地址650093 云南省昆明市五华区学府路
253号(昆明理工大学)
(72)发明人宁平 王学谦
(74)专利代理机构昆明今威专利代理有限公司
53115
代理人赵云
(54)发明名称
(57)摘要
明的工艺步骤为：(1)首先将赤泥在马弗炉中焙
烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉
器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；(3)在泥
浆状的赤泥中通入CO 2进行气液固三相脱碱反应；
(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，
得到脱碱后的赤泥。本发明可实现废物的可持续
综合再利用；与传统生石灰脱碱工艺相比，本发
明的CO 2悬浮工艺具有操作简便、脱碱率高、所得
碱纯度高，无废弃物排放等优点；整个工艺可实
现闭路循环，反应过程不产生“三废”污染，属于绿
环保型清洁生产工艺。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页
权 利 要 求 书
CN 101927255 A1/1页
悬浮脱碱的方法，其特征在于：
1.一种氧化铝厂赤泥的CO
2
(1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末状；
(2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；
(3)在泥浆状的赤泥中通入CO
进行气液固三相脱碱反应；
2
(4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。
悬浮脱碱的方法，其特征是：①赤泥在马
2.根据权利要求1所述的氧化铝厂赤泥的CO
2
弗炉中于400～700℃下焙烧3～6小时，然后将其粉碎并研磨成50～150目的粉末；②赤泥粉末在脱碱反应器中按5∶1～10∶1液固质量比搅拌混合成泥浆；③脱碱反应时按
，反应温度40℃～80℃，反应时间1小时～5小时。
3m/s～5m/s的气体速率通入CO
2
3.根据权利要求2所述的高强超细晶铜带材的制备方法，其特征在于：脱碱后的赤泥用作生产硅酸盐水泥的原料。
氧化铝厂赤泥的二氧化碳悬浮脱碱的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种氧化铝厂的生产废料赤泥的脱碱再利用方法，属于化工及环保技术领域。
背景技术
[0002] 随着铝工业的发展，生产氧化铝排出的赤泥量日益增加，目前全世界每年产生约
5000万吨赤泥，我国的赤泥排放量每年大约也有1500万吨以上。每生产1吨Al
2O
3
就会产
生0.6～1.2吨的赤泥矿渣。这么大量的赤泥都湿法或干法堆存，不但污染水源，占用大量
土地，而且赤泥中许多可利用成分不能得到合理利用，造成了资源二次浪费。对赤泥进行综合利用研究迫在眉睫。
[0003] 为了有效地利用赤泥，实现废弃资源再利用，国内外已进行了大量研究，如从赤泥中提取有价金属钛、铁等，或将其用于硅酸盐水泥、建材基料等等。但是，由于赤泥碱含量过高，制约其资源化综合利用。因此，经济有效地实现赤泥脱碱是赤泥资源化综合利用中亟待解决的问题。
[0004] CO2是一种无、无味的气体，是地球上最丰富的碳资源之一。20世纪以来，随着人类工业生产活动的高速发展，CO
2
排放量越来越大，预计到2100年，大气中二氧化碳含量将达到5.5×10-4。由于它在大气中含量高、寿命长，所以对温室效应的贡献最大，其浓度增加
对温室效应的贡献值更是达到55％。大量CO
2
气体排放导致的全球“温室效应”及造成的一系列严重环境问题，引起了世界各国高度重视，并已将其作为温室气体削减与控制的重点。
如能将CO
2转化成再生资源加以利用、使之变废为宝，不仅对当前世界性CO
2
减排做出贡献，
而且也将创造显著的社会、环境和经济效益。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化铝厂赤泥的CO2悬浮脱碱的方法，具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。
[0006] 解决本发明的技术问题所采用的方案是：
[0007] (1)首先将赤泥在马弗炉中焙烧，将其中的结晶水除去，再将其粉碎并研磨成粉末状；
[0008] (2)将预处理过的赤泥粉末置于脱碱反应器中，加入水，充分搅拌混合成泥浆状；[0009] (3)在泥浆状的赤泥中通入CO2进行气液固三相脱碱反应；
[0010] (4)反应结束后，将澄清液与固渣进行离心分离，得到脱碱后的赤泥。
[0011] 本发明的具体工艺技术参数是：
[0012] ①赤泥在马弗炉中于400～700℃下焙烧3～6小时，然后将其粉碎并研磨成50～150目的粉末；②赤泥粉末在脱碱反应器中按5∶1～10∶1液固质量比搅拌混合成泥浆；
③脱碱反应时按3m/s～5m/s的气体速率通入CO
2
，反应温度40℃～80℃，反应时间1小时～5小时。
[0013] 本发明所述的脱碱后的赤泥可用作生产硅酸盐水泥的原料。
[0014] 赤泥本身附带一定量结晶水，经400～700℃焙烧后，结晶水被完全去除。在水热反应条件下，赤泥的附着碱溶解于反应溶液中，当CO
2
进入反应体系中，与溶液中的碱发生反应后，这种平衡被破坏，造成了液固界面与溶液中碱量的浓度差，迫使赤泥的附着碱不断进入反应体系中进行脱碱反应，最终完成脱碱过程。赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺属
于气、液、固三相反应，在整个脱碱过程中，CO
2
气体主要与溶液中的碱性化合物，如铝酸钠
(Na
2O·Al
2
O
3
)、碳酸钠(Na
2
CO
3
)、氢氧化钠(NaOH)等发生中和反应，以达到脱碱的目的。
[0015] 本发明的有益效果是：
[0016] 本发明开发的优点在于：(1)是新型CO2悬浮化法赤泥脱碱绿环保工艺，工艺将造成温室效应的CO
2
用于赤泥废弃物脱碱，不仅达到“废气减排化”和“废物减量化”，而且
实现双废物(CO
2
和赤泥)的可持续综合再利用。(2)与传统生石灰脱碱工艺相比]，本发
明的CO
2
悬浮工艺具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高，无废弃物排放等优点。(3)整个工艺可实现闭路循环，反应过程不产生“三废”污染，属于绿环保型清洁生产工艺。
具体实施方式
[0017] 实施例1
[0018] 以烧结法产生赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。
[0019] 表1赤泥的化学组成及物相组成(％)
[0020]
氧化铝生产方法 Al
2O
3
SiO
2
Fe
2
O
3
CaO Na
2
O K
2
O TiO
2
烧结法 5.40 21.60 9.40 45.60 2.10 0.80 2.50 [0021] 首先将法赤泥在马弗炉中于600℃下焙烧5小
时，然后将其粉碎并研磨过80目筛。将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比10∶1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状，并
在60℃温度下，按4m/s的气体速率通入CO
2
进行气液固三相脱碱反应1.5小时，将澄清液
与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达85％，赤泥中的碱含量(以Na
2
O计)降低至0.3％以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。
[0022] 实施例2
[0023] 以联合法产生赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。
[0024] 表2赤泥的化学组成及物相组成(％)
[0025]
氧化铝生产方法 Al
2O
3
SiO
2
Fe
2
O
3
CaO Na
2
O K
2
O TiO
2
联合法 4.93 19.60 5.50 46.60 3.00 1.00 8.85 [0026] 首先将法赤泥在马弗炉中于400℃下焙烧5小时，然后将其粉碎并研磨过150目筛。将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比5∶1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状，
并在40℃温度下，按3m/s的气体速率通入CO
2
进行气液固三相脱碱反应1小时，将澄清液
与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达75％，赤泥中的碱含量(以Na
2
O计)降低至0.75％以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。
[0027] 实施例3
[0028] 以拜耳法产生的赤泥为原料，赤泥的化学组成及物相组成见表1。
[0029] 表3赤泥的化学组成及物相组成(％) [0030]
氧化铝生产方法 Al
2O
3
SiO
2
Fe
2
O
3
CaO Na
2
O K
2
O TiO
2
拜耳法 17.21 12.04 23.07 14.90 4.00 1.00 5.46 [0031] 首先将法赤泥在马弗炉中于700℃下焙烧3小时，然后将其粉碎并研磨过70目筛。将预处理赤泥置于脱碱反应器中，按液固比5∶1定量加入水，充分搅拌混合成泥浆状，并
在40℃温度下，按3.5m/s的气体速率通入CO
2
进行气液固三相脱碱反应2小时，将澄清液
与固渣进行离心分离。脱碱后，赤泥脱碱率可达93％，赤泥中的碱含量(以Na
2
O计)降低至0.4％以下，完全符合作为生产硅酸盐水泥基料的要求。
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