[发明专利]一种赤泥与磷石膏协同稳定固化的方法

说明书

本发明公开一种赤泥与磷石膏协同稳定固化的方法，将赤泥与磷石膏经过研磨后进行混合，加入去离子水搅拌均匀制成浆体，调节pH值至7.5～8.5，然后加入调理剂搅拌，再加入稳定剂和抗渗剂，搅拌均匀后获得凝胶产物，固化12～24小时，使赤泥和磷石膏被固化，得到赤泥‑磷石膏固化体；本发明利用磷石膏中的酸性离子与赤泥中的碱性离子发生中和反应，降低了赤泥的pH值和废渣中污染物的迁移能力，协同固化处理铝冶炼行业产生的赤泥和磷化工行业产生的磷石膏两种固体废物，添加调理剂、稳定剂、抗渗剂使固化体更加稳定，本发明方法简单，成本低，无二次污染，解决了赤泥与磷石膏堆存产生的环境问题，实现铝工业和磷化行业的可持续发展。

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及到磷化工与铝化工固体废弃物减排的领域，具体是一种赤泥与磷石膏协同稳定固化的方法。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物，根据其生产方式不同可分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥。每生产1吨氧化铝，大约会产生1～2吨赤泥，赤泥的危害主要来自其高碱性，大量的赤泥堆存会易造成周边土壤盐碱化，污染地下水以及周边环境，恶化生态环境造成安全隐患。

磷石膏是生产磷肥、磷酸时排出的固体废弃物，磷石膏的主要成分是硫酸钙，还有少量磷酸、硅、镁、铁、铝、硫酸、氟和有机杂质等，主要危害物为水溶性氟和游离酸。每生产1t磷酸约产生4.5～5t磷石膏，我国每年都有大量磷石膏产出。磷石膏的大量堆放，不仅占用土地，而且造成水体、土壤等环境污染。

稳定固化法是防止或者降低废渣释放有害化学物质过程的一种技术。利用添加剂改变废渣工程特性的过程，来改变废渣的物理和化学性质，将废渣中的污染物变为不易溶解、迁移能力和毒性变小的形态。国内外对磷石膏和赤泥等的单独的稳定固化进行了大量的研究，但目前尚未找到大规模应用的有效途径，赤泥与磷石膏成为了制约两大行业发展的主要技术瓶颈。同时，这两种废渣都具有可利用的价值，是可再利用的资源，但因为赤泥中的碱性成分与磷石膏中的酸性成分，导致二者综合利用率低，固化难度大，而且其中的有价组分也没有得到有效利用，既造成了环境污染又浪费资源。因此我们需要寻求新的稳定固化方法进行研究，来解决赤泥与磷石膏的堆存问题以及有效利用资源，这已经已成为国内外氧化铝工业和磷化工行业面临的紧迫任务之一。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对现有技术的不足，提供一种赤泥与磷石膏协同稳定固化的方法，解决了这两种废渣大量堆存造成的环境问题，最终得到的混合固化体也可用作水泥缓凝剂。

一种赤泥与磷石膏协同稳定固化的方法，具体步骤如下：

将赤泥与磷石膏经过研磨后进行混合，加入去离子水搅拌均匀制成浆体，并调节浆体的pH值至7.5～8.5，然后加入调理剂搅拌，再加入稳定剂和抗渗剂，充分搅拌均匀后获得凝胶产物，固化12～24小时，使赤泥和磷石膏被固化，得到赤泥-磷石膏固化体。

为了增加赤泥-磷石膏固化体中所含固体颗粒的表面积并减小固态物料尺寸，需将赤泥与磷石膏进行研磨，使赤泥和磷石膏的固体颗粒粒径≤10mm。

所述赤泥为拜耳法赤泥，磷石膏为制磷酸的工业废渣。

所述赤泥与磷石膏按质量比1:3～1:7的配比混合。

所述调理剂为凝胶材料，是以天然铝硅酸盐矿物或工业铝硅质材料为原料，经电热恒温鼓风干燥机干燥1小时，在马弗炉内500～900℃下煅烧2h，冷却后磨成比表面积为350～450m²/Kg的细粉，然后按照质量比为2.5～3:1的比例，将细粉与浓度为3～5mol/L的NaOH溶液混合，细粉在NaOH溶液激发条件下，通过脱水缩合反应1～2h得到的一类铝硅酸盐化学键合材料；所述天然铝硅酸盐矿物包括粉煤灰、高岭土、炼铁工业矿渣等，工业铝硅质材料包括铝硅质隔热耐火泥等。

所述调理剂的加入量为赤泥和磷石膏总质量的9%～11%。