[发明专利]一种强化赤泥固液分离的方法

说明书

本发明公开了一种强化赤泥固液分离的方法，属于赤泥固液分离技术领域。本发明以赤泥泥浆为原料，依次通过稀释、加入表面亲疏水调控剂、加入电性调整剂、加入絮凝剂、固液分离，即可显著加快赤泥固液分离，有效降低溢流浊度和赤泥的含水率。本发明不仅可以实现赤泥的快速低成本固液分离，而且可以有效降低溢流浊度和赤泥的含水率，增大对赤泥中碱液及铝酸钠溶液的回收率，加大赤泥尾矿库的有效库容，减小赤泥泥浆外渗的可能及危险事故发生的可能。同时药剂用量少，工业利用成本低，应用范围广，符合绿色环保理念。

技术领域

本发明属于赤泥固液分离技术领域，具体涉及一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种强碱性工业固体废弃物。据估算，每生产1吨氧化铝会产生1.0～1.5吨赤泥。我国作为世界最大的氧化铝生产国，赤泥年产量已超1亿吨。但我国赤泥的利用率较低，仅为4％。高产量、低利用率使得我国的赤泥难以处理，目前多以筑坝堆存为主。由于固液分离的高成本，赤泥的筑坝堆存又多以湿法堆存为主。湿法堆存会造成严重的环境污染，且赤泥泥浆易渗漏造成溃坝等重大事故。随着固液分离技术与设备的发展和进步，目前赤泥的堆存方法有由湿法堆存向干法堆存转变的趋势。但赤泥的高细度、表面荷电等物化性质使得赤泥固液分离存在分离效率慢、溢流浊度高、赤泥含水率高等问题，严重阻碍赤泥的固液分离，是氧化铝行业亟需解决的问题之一。

赤泥的粒度极细，其平均粒径小于10微米，90％以上的赤泥颗粒粒度小于75微米，一部分赤泥颗粒甚至接近于胶体的大小，使得赤泥依靠自身重力极难沉降。且赤泥浆液组成复杂，赤泥粒子之间、赤泥粒子与溶液之间存在着复杂的物理化学作用，这些作用也同样严重制约着赤泥的固液分离。如荷电的赤泥颗粒会被大量离子包围，并会吸附其中一些离子和水形成稳定的双电层结构，同时荷电的赤泥颗粒间会发生静电排斥。这些作用会使赤泥浆液性质稳定，仅依靠其自身的重力很难沉降，造成赤泥中的大量碱液及铝酸钠溶液回收困难。同时赤泥的高比表面积和表面荷电性会使赤泥颗粒表面吸附大量的水分子，使得赤泥底流含水率较高，赤泥尾矿库的有效库容减少，且使得赤泥泥浆渗漏的可能性增加。

要实现赤泥快速高效固液分离，必须改变赤泥泥浆的溶液性质，破坏其稳定性。目前常采用添加高效絮凝剂的方式来改善赤泥的固液分离。随着科学技术的发展，已研发出了许多种类的高效絮凝剂，但使用最多的是聚丙烯酸(盐)类和聚丙烯酰胺类聚合物。其机理是絮凝剂在溶液中展开并形成网状结构，通过架桥作用对微细粒赤泥颗粒进行捕捉，使微细粒赤泥颗粒聚集并团聚形成粒径较大的絮团，从而改善赤泥的固液分离。但絮凝剂的网状结构在捕捉微细赤泥颗粒的同时，也会捕捉一些水分子，使得这些絮凝剂使用过程中存在溢流澄清度不高、底流含水率较高等问题。

经查阅文献，目前的研究机构和学者大多着手于对常用的高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠)进行疏水改性处理。几乎没有研究通过电性及亲疏水性调控协同絮凝剂强化赤泥的固液分离。发明人针对赤泥的物化性质，通过依次添加表面亲疏水调整剂、电性调整剂和组合絮凝剂来有效地强化赤泥的固液分离。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过界面化学调控协同混合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法，不仅可以加快赤泥固液分离的速度，还可以有效降低溢流浊度和赤泥的含水率，增大对赤泥碱液及氧化铝的回收率，增大赤泥尾矿库的有效库容，减小赤泥泥浆外渗的可能。此外，本发明药剂用量少，应用成本低，且对环境危害较小，应用范围广，符合绿色环保理念。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种通过界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法，其包括以下步骤：

(1)对赤泥原浆进行稀释并将其搅拌均匀，得到待处理浆料；

(2)向待处理浆料中加入适量的表面亲疏水性调控剂，并使其与赤泥泥浆作用一段时间；

(3)向第二步处理后的赤泥泥浆中加入适量的电性调整剂，并使其与赤泥泥浆作用一段时间；