本發(fā)明涉及赤泥安全處置及資源化利用領(lǐng)域，特別是一種利用赤泥制備聚合氯化鋁的新方法。

背景技術(shù)：

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣，每生產(chǎn)1噸氧化鋁約產(chǎn)生1~2噸赤泥。鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法有拜耳法、燒結(jié)法以及燒結(jié)法和拜耳法聯(lián)合的方法，因此，產(chǎn)生的赤泥分為拜耳法赤泥、燒結(jié)法赤泥和聯(lián)合法赤泥。赤泥成分因生產(chǎn)氧化鋁的方法而不同，主要成分為氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵、氧化硅及未洗凈的堿性鈉鹽。中國作為世界上生產(chǎn)氧化鋁大國之一，赤泥年排放量達(dá)數(shù)百萬噸之多。赤泥直接排放不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時(shí)還會造成鋁、鈣、鐵等資源的浪費(fèi)和流失，資源化利用迫切。

目前針對赤泥資源化利用的研究較多，主要集中在回收其中的鐵等有價(jià)元素以及用于制備路基、建材等材料，利用赤泥制備聚合氯化鋁凈水劑的研究較少。cn201710588593.1公開了一種赤泥懸浮焙燒制備鐵精粉的方法，先將赤泥磨細(xì)，然后進(jìn)行一段弱磁選，一段弱磁選后的物料先后進(jìn)行氧化焙燒和還原焙燒，最后進(jìn)行二段弱磁選得到鐵精粉；cn201811018582.0公開了一種用于路基水穩(wěn)層的赤泥基材料，以赤泥、熟石灰、粉煤灰、礦渣、五水偏硅酸鈉、水泥和級配碎石為原料，按照一定比例混合制備路基水溫層的赤泥基材料；cn201710670415.3和cn201510051373.6公開了一種赤泥制備聚合氯化鋁的方法，該方法將赤泥與鹽酸混合進(jìn)行溶出反應(yīng)，經(jīng)液固分離，濾液經(jīng)聚合反應(yīng)制備聚合氯化鋁。以上公開的赤泥回收鐵精粉偏重火法冶金，相對來說能耗較高，成本較大；赤泥制備路基材料，因赤泥中含有附堿，在使用過程中附堿浸出，無法保證材料性能；利用赤泥制備聚合氯化鋁未進(jìn)行預(yù)處理，導(dǎo)致生產(chǎn)聚合氯化鋁過程酸耗過大，產(chǎn)品鹽基度偏高，使用性能較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用赤泥制備聚合氯化鋁的新方法，采用強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控制備聚合氯化鋁凈水劑，同時(shí)制得高純鋁硅粉料，可作為生產(chǎn)耐火材料、陶瓷材料的原料。前端強(qiáng)化脫堿工藝實(shí)現(xiàn)附堿的深度脫除，不僅降低后端酸耗，還實(shí)現(xiàn)了堿液循環(huán)重新用于溶出鋁礬土中的氧化鋁。該方法不僅解決了赤泥的污染問題，還制備了聚合氯化鋁凈水劑及高純鋁硅粉料，實(shí)現(xiàn)了赤泥的資源化利用，所生產(chǎn)的聚合氯化產(chǎn)品滿足gb/t22627-2014的指標(biāo)要求，具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種利用赤泥制備聚合氯化鋁凈水劑的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將赤泥于水溶液中加熱攪拌，強(qiáng)化溶出赤泥中的可溶性堿，經(jīng)液固分離，制得第一濾液和第一固體，第一濾液循環(huán)利用繼續(xù)溶出赤泥中的可溶性堿，循環(huán)到一定程度，濃縮結(jié)晶制備堿溶液，用于拜耳法提取氧化鋁；

（2）將步驟（1）中產(chǎn)生的第一固體與鹽酸溶液混合，深度脫除第一固體中的氧化鋁，經(jīng)液固分離和洗滌，制備含鋁溶液、第一洗液和高純鋁硅粉料；

（3）步驟（2）產(chǎn)生的第一洗液返回調(diào)配鹽酸溶液，繼續(xù)用于溶解第一固體中的氧化鋁；

（4）向步驟（2）產(chǎn)生的含鋁溶液中添加鋁酸鈣，于反應(yīng)槽中加熱溶出，進(jìn)行聚合調(diào)控制備聚合氯化鋁絮凝劑；

（5）步驟（2）制備的高純鋁硅粉料用于生產(chǎn)耐火材料和建筑材料等。

優(yōu)選的是，步驟（1）所述的反應(yīng)條件為：液固比2~10ml/g反應(yīng)溫度60~100℃，反應(yīng)時(shí)間1~5h；

優(yōu)選的是，步驟（1）所述的第一濾液用于循環(huán)浸出赤泥中的可溶性堿，其中循環(huán)次數(shù)1~10次；

優(yōu)選的是，步驟（2）所述的第一固體與鹽酸溶液混合，深度脫除其中的氧化鋁，其中反應(yīng)條件為：鹽酸濃度6mol/l，液固比5~10ml/g，反應(yīng)溫度60~90℃，反應(yīng)時(shí)間2-4h；

優(yōu)選的是，步驟（4）所述的向步驟（2）產(chǎn)生的含鋁溶液中添加鋁酸鈣，進(jìn)行聚合反應(yīng)制備聚合氯化鋁，聚合反應(yīng)條件：液固比8~15ml/g，反應(yīng)溫度85~90℃，反應(yīng)時(shí)間3~5h。

附圖說明

圖1一種利用赤泥制備聚合氯化鋁的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

實(shí)施例1：

將赤泥按照強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控的工藝處理，強(qiáng)化脫堿工段：液固比2ml/g，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間1h；深度脫鋁工段：液固比為5ml/g，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間2h，鹽酸濃度3mol/l；聚合調(diào)控：液固比8ml/g，反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間3h。所制備聚合氯化鋁中氧化鋁含量7.0%，鹽基度85%。

實(shí)施例2：

將赤泥按照強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控的工藝處理，強(qiáng)化脫堿工段：液固比5ml/g，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間2h；深度脫鋁工段：液固比為7ml/g，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間3h，鹽酸濃度5mol/l；聚合調(diào)控：液固比9ml/g，反應(yīng)溫度86℃，反應(yīng)時(shí)間4h。所制備聚合氯化鋁中氧化鋁含量6.5%，鹽基度60%。

實(shí)施例3：

將赤泥按照強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控的工藝處理，強(qiáng)化脫堿工段：液固比6ml/g，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3h；深度脫鋁工段：液固比為5ml/g，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間2h，鹽酸濃度6mol/l；聚合調(diào)控：液固比10ml/g，反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間2h。所制備聚合氯化鋁中氧化鋁含量8.0%，鹽基度60%。

實(shí)施例4：

將赤泥按照強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控的工藝處理，強(qiáng)化脫堿工段：液固比8ml/g，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間4h；深度脫鋁工段：液固比為9ml/g，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間3.5h，鹽酸濃度7mol/l；聚合調(diào)控：液固比13ml/g，反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間4h。所制備聚合氯化鋁中氧化鋁含量6.4%，鹽基度50%。

實(shí)施例5：

將赤泥按照強(qiáng)化脫堿-深度脫鋁-聚合調(diào)控的工藝處理，強(qiáng)化脫堿工段：液固比10ml/g，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)時(shí)間5h；深度脫鋁工段：液固比為10ml/g，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間4h，鹽酸濃度8mol/l；聚合調(diào)控：液固比15ml/g，反應(yīng)溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間5h。所制備聚合氯化鋁中氧化鋁含量6.0%，鹽基度40%。

最優(yōu)方案為實(shí)施例3。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的工藝方法，但本發(fā)明并不局限于上述工藝步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述工藝步驟才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種利用赤泥制備聚合氯化鋁凈水劑的方法，該方法是：先將赤泥與水混合加熱攪拌，脫除可溶性堿，然后將濾餅于鹽酸溶液中強(qiáng)化浸出實(shí)現(xiàn)鋁元素深度脫除，經(jīng)過濾和洗滌制得含鋁溶液和高純鋁硅粉料；再向含鋁溶液中添加鋁酸鈣進(jìn)行聚合反應(yīng)，制備聚合氯化鋁凈水劑，高純鋁硅粉料可用于制備耐火、陶瓷和建筑材料；所制備聚合氯化鋁凈水劑產(chǎn)品滿足GB/T22627?2014的指標(biāo)要求。本發(fā)明所公開的方法不僅解決了赤泥對環(huán)境的污染問題還實(shí)現(xiàn)了其資源化利用，制備了性能優(yōu)異的聚合氯化鋁凈水劑，為赤泥的資源化利用提供了新方向。

技術(shù)研發(fā)人員：侯喜鋒;張雷;鄭允星

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京博雅合眾環(huán)保科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.06.12

技術(shù)公布日：2019.09.03