[实用新型]赤泥坝负压助渗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种赤泥坝负压助渗装置，用于加快混合筑坝赤泥的脱水速度。

背景技术

赤泥是铝土矿经各种物理和化学处理、制取氧化铝后所剩余的红褐色粉泥状、高含水量、强碱性的固体废料，氧化铝生产企业大多采用筑坝堆存的方式处理赤泥，堆存方法有湿法、半干法、干法等多种。根据氧化铝的生产方法不同，赤泥一般分为烧结法赤泥和拜尔法赤泥，其产出量因矿石品位、生产方法、技术水平而异，在氧化铝生产过程中，每生产1吨氧化铝产出1.0～1.8吨赤泥。国内的氧化铝生产方法主要有：联合法(烧结法和拜尔法并联或串联)、烧结法和拜尔法，其中，烧结法又称为碱石灰烧结法，需添加大量的石灰进行配料，利用国内矿石(主要为一水硬铝石型)的高温拜尔法也需添加一定量的石灰进行溶出，而利用国外矿石(主要为三水铝石型)的低温拜尔法在溶出时不需要添加石灰。赤泥的组成如下：

拜尔法末次赤泥重量组成：SiO₂ 18-25％、Fe₂O₃ 28-35％、Al₂O₃ 18-25％、Na₂O 8-12％和CaO2-4％；

烧结法末次赤泥重量组成：SiO₂ 15-20％、Fe₂O₃ 12-15％、Al₂O₃ 6-9％、Na₂O 2-3％和CaO 35-45％。烧结法赤泥中氧化钙和二氧化硅含量较高，氧化钙一般在40％左右，矿物组成中以β-硅酸二钙为主，具有某些水泥的凝结成份与凝结性能，且后期强度高，易于堆积筑坝，国内氧化铝企业产出的烧结法赤泥采用湿法露天筑坝堆存的方式处理。该方法简单易行，经过长期实践证明其操作、技术条件非常成熟，最高坝体可筑到70米以上，本申请单位排放烧结法赤泥的第一赤泥堆场在近50年的堆存期间，一直能保持安全稳定运行，且目前堆场赤泥坝状态良好。拜尔法赤泥含有较高的氧化铁和氧化铝，矿物组成以针铁矿、赤铁矿、水化石榴石(高温拜尔法赤泥)为主，由于不含β-硅酸二钙，其胶凝性较差，利用国内矿石的高温拜尔法由于在溶出时添加石灰，赤泥中氧化钙含量在20％左右，相对较高，大多可采用半干法或干法露天筑坝堆存的方式处理，但筑坝赤泥松散、不固结、易滑坡，坝体筑高难度很大；利用国外矿石的低温拜尔法由于溶出时不加石灰，赤泥中氧化钙含量极低，只有3％左右，赤泥的粘聚力和渗透系数都远低于高温拜尔法赤泥，致使堆存后强度太低，加之赤泥脱水性能差，根本无法进行筑坝，有烧结法工艺的企业采取将赤泥泵送到烧结法流程进行配料的方法处理。随着利用国外矿石的低温拜尔法氧化铝产量不断提高，烧结法生产线若继续消化越来越多的拜尔法赤泥，已变得不再经济，或者有的氧化铝企业根本没有烧结法流程，拜尔法赤泥只能走堆存的道路。由于该拜尔法赤泥难以筑坝，必需使用别的材料先在堆场周围筑起坝来再堆放拜尔法赤泥，一种筑坝方法是采用烧结法赤泥湿法筑坝，另一种筑坝方法是直接筑土石方坝，但是筑坝成本较高，因此，拜尔法赤泥的堆放问题一直是困扰氧化铝生产行业的难题。

本申请单位申报的申请号为200710112988.0的烧结法赤泥、拜尔法赤泥混合筑坝方法，将筑坝和堆存物料合二为一，简化筑坝堆存工艺，尤其提高拜尔法赤泥处理效率，降低筑坝成本，将液固比为1.5-2.5的烧结法赤泥洗涤系统末次底流泵送到赤泥过滤机进行液固分离，过滤机滤液返回烧结法流程洗涤赤泥，过滤机滤饼通过溜槽进入赤泥混合槽，同时将液固比为1.5-2.0的进口三水铝石矿拜尔法赤泥洗涤系统末次底流泵送到赤泥混合槽，两种赤泥混合均匀后再泵送到赤泥堆场布料，经排渗棱体脱水后的堆场回水返回拜尔法流程洗涤赤泥，淤坝的混合赤泥形成干滩并具备筑坝条件后，再完成混合赤泥筑坝和堆存作业。

为了改善排渗性能，在筑坝中设置排渗装置——细沙围堰式排渗柱体，直径在1.5-3米，用砖垒筑围堰柱体，围堰柱体内设有排渗立管，排渗立管的下端与排渗管相接并连通排渗沟，排渗立管和排渗管管壁上设有渗水孔，围堰柱体的砖缝及围堰柱体与排渗立管构成的空腔内填充有细砂，细砂的粒径控制为0.07-0.9mm适宜。将围堰柱体由砖搭接镂空垒筑，排渗性能更佳。

排渗立管和排渗管优选φ195-219mm的钢管，排渗立管和排渗管的渗水孔，孔径为5-15mm适宜，渗水孔上包裹有纱网，防止细砂堵塞渗水孔。延伸出坝体外的外段排渗管上没有必要设渗水孔。

排渗立管可设计成多段，由法兰连接，边施工边加高，灵活方便。