[发明专利]一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法

权利要求书

1.一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法，其特征在于以工业废弃物赤泥和粉煤灰为原料，经过酸浸、水解、聚合等步骤，利用赤泥和粉煤灰中铝、铁的互补性，制备出性能优良的无机高分子絮凝剂；滤渣与NaOH溶液反应制得Na₂SiO₃溶液，经酸化、锻烧可得粉末状的白炭黑SiO₂；最后残渣可用于路坝修筑、建筑材料等方面。对原料中的所有成分进行了综合回收利用，没有二次污染，达到了污染物的零排放。

2.根据权利要求1所述的一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法，其特征在于具体工艺过程和条件如下：

(1)首先将粉煤灰与Na₂CO₃混合，焙烧活化，活化温度：700～950℃；活化时间：0.5～2.0h；粉煤灰与Na₂CO₃的质量比为：10∶1～20∶1。然后粉碎至0.1～1.0μm。

(2)将活化后的粉煤灰与HCl按一定配比混合于玻璃或搪瓷容器中浸取，过滤得到含有Al、Fe的溶出液1和滤渣1。浸取温度为70～90℃，固液比(粉煤灰/HCl)为10∶1～10∶3，HCl浓度为3～6mol·L^-1，浸取时间4～10h。在此条件下，Fe和Al的提取率分别达60.0～70.0％，60.0～75.0％。

(3)将赤泥与HCl按一定配比混合于玻璃或搪瓷容器中浸取，过滤得到含有Al、Fe的溶出液2和滤渣2。浸取温度为70～90℃，固液比(赤泥/HCl)为10∶1～10∶3，HCl浓度为4～8mol·L^-1，浸取时间4～8h。在此条件下，Fe和Al的提取率分别达65.0～80.0％，65.0～75.0％。

(4)向上步(2)得到的溶出液1(主要成分为Al³⁺)中加入Na₂CO₃调聚，待其稳定后再加上步(3)得到的溶出液2(主要成分为Fe³⁺)，聚合得到最终样品聚合氯化铝铁。聚合阶段反应条件为：水解聚合温度60～70℃、加入调聚剂后溶液最终pH值为2.5～3.0、溶出液1与调聚剂Na₂CO₃的反应时间)为0.5～2.0h，加入溶出液1继续保温搅拌反应2～6h，静止熟化12～24h，絮凝剂为红褐色粘稠状液体，密度约为1.2g/cm³，Al+Fe占10％左右。

(5)将上步(2)和(3)得到的滤渣1和滤渣2合并，用NaOH溶液碱溶制得Na₂SiO₃溶液，经酸化、锻烧可得粉末状的SiO₂；工艺条件为，碱溶温度：80～100℃；NaOH浓度：2～6mol·L^-1；反应时间：4～8h；NaOH(mL)与滤渣(g)的比例为10∶1～10∶3，SiO₂的回收率为50～70％。

(6)上步(5)提取SiO₂后的残渣主要是难溶的金属氧化物和SiO₂，可用来生产水泥、免烧砖及路坝修筑，对环境无污染。

3.根据权利要求1所述的一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法，其特征在于赤泥主要成分含量：Fe₂O₃：5％～35％；Al₂O₃：5％～30％；SiO₂：5％～25％；以新鲜赤泥最佳。

4.根据权利要求1所述的一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法，其特征在于粉煤灰主要成分含量：Fe₂O₃：1％～15％；Al₂O₃：10％～30％；SiO₂：20％～70％。

5.根据权利要求1所述的一种对赤泥和粉煤灰资源化综合利用的新方法，其特征在于把已经给环境造成严重危害的工业固体废弃物赤泥和粉煤灰综合考虑，经过酸浸、水解、聚合等步骤，制备具有优良絮凝性能的复合型无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁，对提取铁、铝后的滤渣采用碱溶制备白炭黑SiO₂，最后残渣可用于路坝修筑、建筑材料等方面。