[发明专利]一种利用湿法碳化固化赤泥重金属的方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用湿法碳化固化赤泥重金属的方法，包括：(1)取赤泥加水拌合，调整固含量为12.5％～33.3％，得到浆料A；(2)取100重量份浆料A进行湿磨制浆得浆料B，浆料B中固体颗粒的中值粒径为2.3μm～3.9μm；(3)取100重量份浆料B，加入15～25重量份尾矿渣和1～5重量份分散剂，继续湿磨，同时加压通入CO₂气体，至浆料pH值降至7～8，中值粒径达到1.3μm～2.8μm，停止湿磨得浆料C；所述尾矿渣中值粒径为40μm～80μm；(4)取浆料C作为胶凝材料，生产混凝土。本发明是一种新型的赤泥无害化处理方法，可同时实现固碳和固化赤泥重金属，处理后的赤泥可直接应用于混凝土生产。

技术领域

本发明属于赤泥无害化处置技术领域，具体涉及一种利用湿法碳化固化赤泥重金属的方法及应用。

背景技术

赤泥是冶金工业冶炼氧化铝后所产生的工业废渣，由于其中含有一定量的氧化铁，因此呈现出红色而被称为赤泥。按照目前工艺每生产1吨氧化铝，将产生1～2吨湿赤泥。拜耳法生产氧化铝后所产生的赤泥称为拜耳法赤泥，全球每年以拜耳法工艺生产氧化铝而产生的赤泥接近1.5亿吨，截止目前全球赤泥堆存量超过40亿吨，我国赤泥堆存量已超过11亿吨。由于铝有色金属的需求不断增长，氧化铝行业一直呈快速扩张的趋势，这也导致赤泥产量逐渐增长，但仅有4％的利用率，综合利用较低，大部分仍旧以露天堆存的形式存在。

赤泥具有碱性高、化学成分复杂、渗透性低和分散性高等特点，赤泥原粉颗粒粒径较小，简单的露天堆存容易通过侵蚀土地、扬尘和雨水下渗等途径对周围土地酸碱性、空气环境和地下水造成污染。赤泥化学组成包括CaO、Fe₂O₃、SiO₂、MgO、Al₂O₃、Na₂O、K₂O等，还包含Cr、Cu、Pb等重金属元素，如果不进行合理处理、利用堆存赤泥，将会对周围环境造成严重威胁。

随着科技的发展和工业的进步，全球CO₂排放量逐年增长，由于CO₂造成的温室效应，全球平均温度升高2℃，引起冰川融化、海平面上升、极端天气增多、自然生态系统破坏等问题。如何将CO₂进行绿色资源化利用，达到环境友好的目的，也是目前需要解决的关键科学技术难题。

由于赤泥碱性高，pH约11～13，并且其含有Ca、Mg等元素，所以赤泥具有一定的固碳潜力，可与CO₂反应生成稳定的碳酸盐产物，一方面可以降低赤泥的碱性，另一方面也可对工业尾气CO₂进行固化封存。

在赤泥固碳、固化重金属等方面已有相关技术。申请号202110950235.7的中国专利申请中，公开了一种赤泥中重金属的钝化方法，该方法中需利用化学试剂调整pH值，成本较高，且实际利用率较低。申请号202011489290.2的中国专利申请中，公开了高碱性氧化铝赤泥固碳的方法，该方法利用赤泥固碳，制备碳酸氢铵，但未考虑赤泥中的重金属污染。申请号201910829608.8的中国专利申请中，公开了一种能够吸收和固化封存二氧化碳的改性赤泥的制备方法，但需要高温活化、高温煅烧、烘箱干燥等工序，工艺流程复杂且能耗高。

目前尚未见到有利用赤泥同时固碳和固化重金属的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用湿法碳化固化赤泥重金属的方法。

本发明是一种新型的赤泥无害化处理方法，主要利用工业尾气CO₂对赤泥进行碳化，降低赤泥碱性，同时对赤泥中重金属进行固化，从而达到以废治废、环境友好的目的，所处理后的赤泥具有低碱性、低重金属离子溶出、稳定性好的优点，且可直接应用于混凝土生产。

本发明提供的一种利用湿法碳化固化赤泥重金属的方法，包括：