钙化碳化法连续化处理一水硬铝石拜耳法赤泥

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.04.005钙化—碳化法连续化处理一水硬铝石拜耳法赤泥解立群，张廷安，吕国志，朱小峰，王艳秀，杨金霖（东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室，沈阳110819）摘要：提出了“钙化—碳化法”低成本、大规模综合利用拜耳法赤泥新工艺。为了简化工艺流程，将钙化与碳化两个过程做了连续化的尝试，即在钙化后不进行固液分离直接进行碳化，钙化碳化两个过程可在同一反应器进行，减少了设备需求和能源损耗。对比试验结果表明，传统处理法和连续处理法的溶铝渣中Na2O含量分别为0.17%和0.23%，氧化铝提取率分别为35.6%和34

2、.6%，初步证明了连续化的可行性。关键词：拜耳法；赤泥；钙化-碳化法；水化石榴石中图分类号：TF821文献标志码：A文章编号：1007-7545（2017）04-0000-00TreatmentofDiasporeBayerRedMudwithCalcification-CarbonationContinuousProcessXIELi-qun,ZHANGTing-an,LÜGuo-zhi,ZHUXiao-feng,WANGYan-xiu,YANGJin-lin（KeyLaboratoryofEcologicalUtilizationofMulti-metalIntergrown

3、OresofMinistryofEducation,NortheasternUniversity,Shenyang110819,China）Abstract：Anovel“calcification-carbonation”methodwithlowcostandlarge-scalewasdevelopedtorecoveraluminafromBayerredmud.Calcification-carbonationcontinuousmethodwasexploredtosimplifyprocess.Thecalcificationproductwascarbonated

4、directlywithoutsolid-liquidseparation.Processofcalcificationandcarbonationwasoperatedinonereactor.Comparativestudyshowsthat34.6%and35.6%aluminaarerecoveredfromdiasporicredmudbytraditionalandcontinuousmethod,andNa2Ocontentinprocessedredmudis0.23%and0.17%respectively.Feasibilitytocontinuouslytr

5、eatBayerredmudby“calcification-carbonation”methodisprovedpreliminarily.Keywords：Bayerprocess;redmud;calcification-carbonization;hydrogarnet赤泥是氧化铝生产过程中排出的固态废弃物，具有强碱性，综合利用难度较大，现已成为一个世界性难题。国外氧化铝生产企业赤泥主要采用填海排放来处理，但近年来，环保意识的增强，赤泥填海排放被明令禁止，筑坝堆存现已成为主要的处理方式。但这种方式，维护费用比较高且占用大量土地，以200万t级氧化铝企业为例，配套的赤泥堆场

6、面积就可达0.4km2(600亩)以上，且每吨赤泥每年的管理、堆存费用高达50~100元，从而增加了氧化铝生产成本。目前我国赤泥总堆存量已达到4亿t左右。赤泥问题严重制约着我国氧化铝工业的可持续发展，赤泥的处理技术研究和综合利用是氧化铝工业亟待解决的课题[2-6]。对此，本课题组提出了一种“钙化—碳化”法处理拜耳法赤泥的新工艺[7-11]。此工艺的核心步骤是钙化转型和碳化分解，工艺流程图如图1所示。首先将赤泥进行钙化转型，脱去其中的碱，并为后续碳化过程提供原料。转型后的赤泥与CO2反应（碳化分解），再回收其中的氧化铝。该工艺既脱除了赤泥的碱性，使其可作为生产建材的原料，又实现了铝

7、元素的有效回收。在对“钙化—碳化法”的研究中，结合该过程存在的钙化及碳化过程工艺特点，采用钙化—碳化连续化处理拜耳法赤泥，即钙化后溶液不进行固液分离直接进行碳化处理，大幅度简化生产流程。同时，钙化反应后的体系能够促进碳化过程，提高了碳化转型效率和速率，降低赤泥处理过程的能耗和成本，实现拜耳法赤泥的低成本无害化处理。收稿日期：2016-11-29基金项目：国家自然科学基金资助项目（U1202274）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（N140204015）作者简介：解立群（1