[发明专利]一种利用氨碱法碱渣制备除氯碱渣混合物的方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于工业固体废弃物处理领域，特别涉及氨碱法碱渣和返砂返石处理方法及其应用方法。

背景技术

纯碱作为基础化工原材料，主要用于建筑材料、化工、化学农药、有色金属、纺织等工业，其在国民经济中占有重要地位，被誉为“化工之母”。 目前纯碱生产主要有天然碱法、氨碱法和联碱法，我国纯碱生产以氨碱法为主。

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣，碱渣的主要成分是碳酸钙，硫酸钙及铝、铁、硅等氧化物，并含有大量氯化物。每生产一吨纯碱要产生大概350kg碱渣，我国每年碱渣产量超过300万吨。

碱渣因其高碱性、高氯离子含量的特点，其处理是一个世界性难题。为合理利用碱渣，国内外均进行了大量研究，其利用方法主要是制备工程土，用于造地、筑坝、修建路基和路面基层等；此外，还有用碱渣制备土壤改良剂、烟气脱硫剂、石膏、水泥、高膨胀性胶凝材料、建筑砂浆、碱渣砖、碱渣粉煤灰砖、沥青填料、橡胶填料、人工鱼礁等方面的研究。但如何有效降低碱渣中氯离子含量一直未有突破，处理后碱渣中氯离子含量过高也影响了其在各个领域的应用。

综观国内外对碱渣的处理，在20世纪80年代，美国掌握天然碱加工技术后，迅速淘汰了美国境内全部氨碱厂。加拿大、韩国、日本的氨碱厂也逐步被淘汰。而我国天然碱含量稀少，不可能全部淘汰氨碱厂。目前国内氨碱厂对碱渣的处理方式仍主要采用陆地堆放或外运填海两种方法，而这均会造成严重的环境污染问题。

目前最为有效的碱渣除氯方法是水洗除氯，但水洗效率较低，需要多次水洗，并耗用大量的水，这也严重影响了其应用。为减少用水量，只能控制较高的氯离子含量，通常一次水洗压滤后碱渣的氯离子含量控制在1.5%左右。碱渣的高效除氯方法已经成为制约纯碱行业可持续发展的重大问题。

纯碱厂的固体废弃物除了碱渣外，还有返砂返石，每生产一吨纯碱要产生大概165kg返砂返石。其主要成分是碳酸钙，由于其中含有过烧氧化钙，其长期以来一直用于铺路、立窑水泥原材料等用途，虽然利用价值低，但大部分能够消耗掉。而随着对道路质量要求的提高和立窑水泥厂的淘汰，其利用率反而下降，急需寻求新的利用途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除氯效果好的利用氨碱法碱渣制备除氯碱渣混合物的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种利用氨碱法碱渣制备除氯碱渣混合物的方法，包括步骤：

步骤1、先将返砂返石破碎、粉磨成返砂返石粉；

步骤2、将返砂返石粉在水中浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙后，接着将消解后的返砂返石粉、碱渣、水混合，以材料的质量百分比计，消解后的返砂返石粉和碱渣干质量的比例为2：8至5：5，水总质量为消解后的返砂返石粉和碱渣总干质量的1.5至8倍；

或者，

将返砂返石粉、碱渣、水混合后浸泡0.5至14天消解过烧的氧化钙，以材料的质量百分比计，返砂返石粉和碱渣干质量的比例为2：8至5：5，水总质量为返砂返石粉和碱渣总干质量的1.5至8倍；

步骤3、进行压滤处理，得到氯离子含量低于混合物中固体总质量0.30%的除氯碱渣混合物。

进一步地，所述步骤2中返砂返石粉浸泡时还进行间歇搅拌。

进一步地，所述步骤2中可用粉煤灰、石灰石粉、炉渣粉、矿渣粉、钢渣粉、石粉中的一种或一种以上替换小于或等于50%的返砂返石粉。

进一步地，所述步骤2的第一种方式还包括将消解后的返砂返石粉中的氢氧化钙先进行分离回收、用于纯碱生产的步骤。

本发明另一目的在提供上述除氯碱渣混合物的应用，方案如下： 

根据所述的方法制备的除氯碱渣混合物的应用，所述除氯碱渣混合物可用作水泥的混合材料、混凝土和砂浆的矿物掺合料、工程土、填料、烟气脱硫剂、土壤处理剂、吸附剂及载体。

进一步地，所述除氯碱渣混合物用作水泥的混合材料、混凝土和砂浆的矿物掺合料、填料、烟气脱硫剂、土壤处理剂、吸附剂及载体时，先进行干燥和破碎、粉磨处理，得到粉状除氯碱渣混合物。

进一步地，所述除氯碱渣混合物用作水泥的混合材料、混凝土和砂浆的矿物掺合料时，除氯碱渣混合物可替代小于或等于30%的胶凝材料。