[发明专利]一种赤泥脱碱并回收钠碱和铁资源的方法

说明书

本发明涉及一种赤泥脱碱并回收钠碱和铁资源的方法，将赤泥与玉米秸秆混合焙烧后磁选，得到铁磁性产品，非磁性部分干燥后得到脱铁赤泥，将脱铁赤泥与电石渣加入热水中混匀，超声后抽滤，滤饼为脱铁钠赤泥产品，滤液为氢氧化钠溶液，用于吸收焙烧过程产生的CO₂，达到碳中和、碳减排的目的，同时会产生碳酸氢钠产品以回收利用；本发明提供了多种固废联合全量化、资源化利用的方法，并解决了大宗固废赤泥脱碱和回收有价金属的技术难题；本发明成本较低，应用简便，对设备损害较小，同时还能回收赤泥脱除的钠碱及铁资源，能二次利用，使赤泥资源化、无害化、减量化，达到减污降碳协同增效的目标，产生好的经济效益、社会效益和环境效益。

技术领域

本发明属于大宗工业固体废物赤泥资源化利用技术领域，具体涉及一种赤泥脱碱并回收钠碱和铁资源的方法。

背景技术

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中排出的强碱性的极细颗粒固体废物，由于其富含氧化铁呈现红色，而得名赤泥。作为氧化铝生产大国，据统计，2020年中国氧化铝产量总计 7035.3万吨，占全球氧化铝产量的56.23％。随之而来的是大量废弃物的排出，每生产一吨氧化铝就会排出0.6～2吨赤泥。若按1.2吨赤泥/吨氧化铝算，仅2020年一年赤泥排放量就可达 8442.36万吨。赤泥堆存不仅影响周边环境，还占用大量土地资源。国外对赤泥的处理还有倾倒入海。法国、英国、德国、希腊和日本都曾使用海上管道排放赤泥。

针对上述问题，行之有效的解决途径就是最大限度地综合利用赤泥。而赤泥的强碱性、成分复杂性和差异性导致赤泥无法采用其他大宗固体废物综合利用的成熟技术和工艺路线。这些堆积的赤泥不但占用大量土地，还存在赤泥库溃坝、土壤及水污染等风险。加强赤泥综合利用，是缓解赤泥长期堆存带来的环境污染和安全隐患、提高资源利用效率的重要措施，对于节约集约利用资源、推动产业绿色高质量发展具有重要意义。

目前赤泥脱碱并回收铁资源的方法，主要分为同步浸出铁、钠、先脱碱再脱铁的方法，但以上方法都存在弊端，比如同步浸出方法采用高压釜作为反应器，成本高昂，难以实现大规模、工业化应用；而先脱碱再脱铁的方法容易导致脱碱过程中铁的损失，同时产生的工业废水也难以被二次利用。

发明内容

本发明提出一种赤泥脱碱并回收钠碱和铁资源的方法，利用电石渣和玉米秸秆将赤泥中的有价金属铁进行回收的同时去除大量碱性物质，为赤泥资源化、无害化利用奠定了坚实的基础。

本发明采取的技术方案如下：

一种赤泥脱碱并回收钠碱和铁资源的方法，步骤如下：

(1)将赤泥与玉米秸秆干燥后混合，用研钵充分研磨后得到混合物；

(2)将上述混合物置入管式炉中在N₂氛围下进行焙烧；

(3)将步骤(2)的产物进行磁选分离，有磁性部分为铁磁性产品，无磁性部分为脱铁赤泥；

(4)将脱铁赤泥与电石渣混合后加入热水中，然后放入磁力搅拌器中充分搅拌至混合均匀；

(5)将步骤(4)均匀混合的混合物放入超声机中进行超声，然后抽滤，得到滤饼和滤液，滤饼烘干后得到脱铁钠赤泥产品，用于土壤化或者做建筑材料、路基材料等。

步骤(1)中赤泥与玉米秸秆质量比为5～10:1～1.5进行充分混合，后用玛瑙研钵充分研磨 30～60min。

步骤(2)中将混合物置于管式炉中，在N₂氛围下，保护气通入流速5～20L/min，以3～5℃/min 的升温速率升温至500～800℃条件下焙烧1～7h，后取出自然降温至常温。

步骤(3)中将干燥后得到的混合物用磁选机以滚筒转速21.5～25r/min进行磁选分离，得到的有磁性的部分为铁磁性产品，非磁性部分为脱铁赤泥。