[发明专利]一种利用制碱白泥生产钾肥及建材产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制碱白泥的利用领域，具体涉及一种利用制碱白泥生产钾肥及建材产品的方法。

背景技术

制碱白泥是氨碱法生产纯碱过程中产生的一种含水50％～60％的工业固体废弃物。目前，我国纯碱年生产能力800万吨，其中氨碱法占了一半以上，每生产1吨纯碱约产生白泥300～350公斤。

制碱白泥成分大致为：CaCO₃ 39.5～60.0％；CaSO₄ 2.8～20.0％；CaCl₂9.8～14.0％；NaCl 2.4～8.0％；CaO 3.0～8.3％；Mg(OH)₂ 2.0～15.4％；SiO₂2.5～9.1％；R₂O₃ 3.1～6.9％；酸不溶物6.0～10.0％。白泥颗粒非常细小，65％以上(体积分数)的白泥粒径＜10μm。

制碱白泥的pH值较高，一般可达10～12，属高碱性物质。加之其中含有5～15％的氯化物CaCl₂和NaCl，使得制碱白泥吸水性强，易潮解，具有腐蚀性。这些均严重阻碍了白泥在建材行业的应用。大多仍采取地表堆积和外排的处理方式。堆放的白泥占用了大量的土地资源，表面风化后会带来扬尘污染，而易溶组分经淋滤、地表径流和侵蚀渗入地下水和土壤，还会导致二次污染。白泥外排如排海则会形成一片“白海”，造成周围海域的污染，破坏海洋生态环境，危害水产养殖，而且沉积以后还有可能危及航道。因此，白泥的治理问题一直制约着纯碱企业的进一步发展，是氨碱法生产过程中的一大技术难题。

对于制碱白泥的综合利用世界各国的情况不完全相同。在欧洲只有波兰因为国内有大量的酸性土壤，才将全部碱性的白泥加工成干渣代替石灰作为土壤改良剂使用。而其它欧洲国家大多采用将废液进行沉降或不加处理直接排入邻近的河流或者海洋。前苏联制碱工业发展早，碱厂大多在内陆，白泥的堆放给当地带来了一系列问题，因此许多科学家很早就开展了白泥的综合利用研究，取得了一些科研成果。他们的研究成果主要集中在以下几个方面：(1)、首先对白泥用水脱氯，再掺入白垩，使氯含量降至2％，以用作钙镁肥，特别适用于酸性土壤；(2)、用白泥与石英砂、石膏等配料制取粘合剂，再用该粘合剂制砖、制瓦等；(3)、用白泥与高炉渣、石英砂、二水石膏配料生产无熟料水泥。1977年，前苏联建成了年产8万t碱渣水泥的试验厂，用碱渣代替石灰配成饱和系数0.93～0.95，硅酸系数2.2～2.5的混合料，经煅烧可制的符合苏联标准的水泥；(4)、将白泥中的CaCl₂降到4％以下，NaCl降至3％以下后可用作家禽或牲畜的添加剂，但要求Pb、As等有毒金属的浓度达到标准要求；(5)、用白泥代替石灰石配料制取含氯水泥等。日本则将碱渣浆液脱水后填海造地，废清液则排入海中。但上述处理法往往由于处理费用高，用量有限或技术不成熟等种种原因，使得仍未获得广泛地综合应用。目前，大多数国家仍然采用碱渣堆存，清液排放的处理方法。

国内对氨碱厂制碱白泥的处理，大多采用废浆液澄清后，白泥围地堆放，废清液则自然排放。这种处理方式占用大量的土地，且会造成环境污染。由于制碱白泥的主要成份为CaCO₃、Mg(OH)₂，其次为CaO、SiO₂等，这些成份与水泥的主要成份类似，因而可以生产普通硅酸盐水泥。以白泥为原料生产的普通硅酸盐水泥标号可达450号，符合国家标准。然而，此方案有量大技术难题，一是白泥中大量的可溶氯化物的脱除；二是白泥中镁盐含量高。为了脱除氯化物，必须进行水洗或者真空过滤。其中水洗法耗水量大，设备庞大，成本高。

候贵华研究提出，以原状湿排粉煤灰和原状湿碱渣(白泥)为主要原料，按比例加入其它辅料，可制备碱渣砖。经过反复试验得出的各种原料配比为(质量比)：原状湿碱渣∶原状粉煤灰∶硅酸盐水泥熟料∶细集料＝40∶60∶10∶11；工艺过程为：将原料计量后进行研磨，研磨细度0.045mm，方孔筛筛余量为30％。为防止物料粘磨，添加0.5％(质量分数)外加剂(工业废料)，出磨后掺加计量的细集料混合均匀(控制物料含水率为50％)，振动成型，按GB/T 17671-1999养护7d，水中再养护14d，得粉煤灰-碱渣砖。