[发明专利]一种节水高效的循环式赤泥脱碱系统及方法

权利要求书

1.一种节水高效的循环式赤泥脱碱方法，其特征在于，采用节水高效的循环式赤泥脱碱系统；

所述节水高效的循环式赤泥脱碱系统包括碱溶出系统、固液分离系统、离子交换系统、检测系统，碱溶出系统的液体出口与固液分离系统的液体入口连通，固液分离系统的液体出口与离子交换系统的液体入口连通，离子交换系统的液体出口与检测系统的液体入口连通，检测系统的液体出口与碱溶出系统的滤液入口连通；

碱溶出系统包括外壳(1)、微波消解罐(2)、微波发生器(20)、搅拌器(3)，微波消解罐(2)固定设置在外壳(1)内，微波发生器(20)设置在外壳(1)的侧壁，微波发生器(20)的微波发生端通过波导管(21)与微波消解罐(2)的内部腔体连通，搅拌器(3)竖直固定设置在外壳(1)顶端，搅拌器(3)的搅拌桨穿过微波消解罐(2)的顶壁并向下延伸至微波消解罐(2)的底部，外壳(1)顶端还设置有加料口(4)、进水口(5)、滤渣入口(6)、滤液口(7)，滤液口(7)为碱溶出系统的滤液入口，加料口(4)、进水口(5)、滤渣入口(6)、滤液口(7)分别通过加料管道、进水管道、滤渣管道、滤液管道与微波消解罐(2)的顶部连通，滤渣入口(6)通过滤渣输送管(12)与固液分离系统的固体出口连通，外壳(1)顶部侧壁设置有脱碱液抽液管(8)，脱碱液抽液管(8)的一端穿过微波消解罐(2)的侧壁并向下弯折延伸至微波消解罐(2)的中底部，外壳(1)底部竖直设置有排料管(9)，排料管(9)与微波消解罐(2)的底部连通，排料管(9)上设置有排料阀(10)；

脱碱液抽液管(8)的底部设置有蠕动泵Ⅱ(18)，进水管道上设置有液体流量计，滤渣输送管(12)上设置有固体输送泵，外壳(1)侧壁设置有连通微波消解罐(2)内部的泄压管，泄压管上设置有泄压阀和压力表；

脱碱液抽液管(8)为可伸缩柔性管道；

固液分离系统为自动排渣过滤机(11)，脱碱液抽液管(8)的底端与自动排渣过滤机(11)的液体入口连通，脱碱液抽液管(8)的排渣口与滤渣输送管(12)连通，自动排渣过滤机(11)的滤液出口通过滤液输送管道Ⅰ与离子交换系统连通；

滤液输送管道Ⅰ上设置有蠕动泵Ⅰ(17)；

离子交换系统包括液体主入管、反应柱液体支入管、2个以上竖直设置的反应柱(13)、反应柱液体支出管、液体主出管，滤液输送管道Ⅰ与液体主入管连通，液体主入管与反应柱液体支入管的顶端连通，反应柱液体支入管与反应柱(13)相匹配且反应柱液体支入管的底端与反应柱(13)的顶端连通，反应柱(13)内填充有强酸阳离子交换树脂，反应柱(13)的底端与反应柱液体支出管连通且反应柱液体支出管与反应柱(13)相匹配，反应柱液体支出管与液体主出管连通，液体主出管通过滤液输送管道Ⅱ与检测系统连通；

反应柱液体支入管上均设置有反应柱电磁阀(14)；

检测系统包括pH检测仪(15)、钠离子检测仪(16)、滤液输送管道Ⅲ，pH检测仪(15)、钠离子检测仪(16)均设置在滤液输送管道Ⅲ上，滤液输送管道Ⅲ的一端与滤液输送管道Ⅱ连通，滤液输送管道Ⅲ的另一端与碱溶出系统的滤液口(7)连通；

滤液输送管道Ⅲ上设置有蠕动泵Ⅲ(19)；

所述方法的具体步骤如下：

(1)将赤泥破碎、粉磨、过筛得到赤泥粉；

(2)将步骤(1)的赤泥粉通过碱溶出系统的加料口加入到微波消解罐中，将水通过碱溶出系统的进水口加入到微波消解罐中，通过搅拌器混合均匀得到混合物料A；

(3)开启微波发生器，在温度为80～260℃、搅拌条件下，步骤(2)微波消解罐中的混合物料进行微波消解20～30min，将络合剂通过加料口加入到微波消解罐的混合物料A中，在微波、搅拌条件下反应5～15min，静置处理至固液分层得到上清液和消解渣；

(4)开启蠕动泵Ⅱ，通过脱碱液抽液管将步骤(3)的上清液抽出运送至固液分离系统中，通过自动排渣过滤机过滤得到滤渣和滤液；固体输送泵将滤渣通过滤渣输送管输送至碱溶出系统顶端并通过滤渣口循环进入微波消解罐中；

(5)蠕动泵Ⅰ将步骤(4)的滤液通过滤液输送管道Ⅰ输送到离子交换系统的反应柱中，滤液中的氢氧根离子与反应柱中的强酸阳离子交换树脂反应得到脱碱滤液；

(6)步骤(5)的脱碱滤液通过滤液输送管道Ⅱ输送至检测系统的滤液输送管道Ⅲ中，通过检测系统的pH检测仪检测脱碱滤液的pH值，通过检测系统的钠离子检测仪检测脱碱滤液的钠离子浓度，并通过反应柱液体支入管的反应柱电磁阀调整滤液的流速以控制滤液中的氢氧根离子与反应柱中的强酸阳离子交换树脂反应时间；

(7)蠕动泵Ⅲ将步骤(6)的脱碱滤液通过滤液输送管道Ⅲ输送至碱溶出系统顶端并通过滤液口循环进入微波消解罐中；

(8)循环操作7次以上步骤(3)～步骤(7)，当步骤(3)中静置处理至固液分层得到上清液和消解渣，打开碱溶出系统的排料阀将消解渣即脱碱赤泥通过排料管排出收集，然后再通过排料管排出上层清液。