CN102390839A - 用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于赤泥综合利用的技术领域，具体涉及一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法。方法主要是将拜耳赤泥、浓度为0~10%的稀盐酸、拜耳赤泥重量0.1~0.5%的表面活性剂经过研磨、除铁，再加入拜耳赤泥重量1~5%的膨松剂和拜耳赤泥重量10%的碳粉制粒、磁化焙烧、再研磨、再除铁，直至粉末细度在300目以上，且粉末中铁、锰杂质含量低于0.1%，得到人造硅灰石粉末。本发明不仅实现了拜耳赤泥零排放，还生产出性能优良的人造硅灰石粉末。
Description
技术领域
本发明属于赤泥综合利用的技术领域，具体涉及一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废弃物，它是目前排量较大，对自然环境危害较为严重又难以利用的主要工业废渣之一，因其外观颜色与赤色泥土相似而得名。目前，绝大部分赤泥只能以筑坝拦截的方式来堆存，其大量堆放不仅占用土地、浪费资源、而且带来环境污染和安全隐患。目前，全世界每年排放赤泥约6000万吨。2006年我国氧化铝产量大约为950万吨左右，排放赤泥1000万吨左右，加上历年累计积存量，其数量超过1亿吨，而利用率仅为15%左右。目前，对于拜耳赤泥的主要利用主要集中在用它来做成砌块砖、水泥原料、提炼铁、提炼稀土金属等，但是都存在许多问题，有些甚至还存在对环境二次污染的问题。至今赤泥堆存仍占用大量土地，而且还易造成土地碱化和水系的污染，同时也是资源的浪费，严重阻碍了铝工业的可持续发展。
硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能，因此硅灰石广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，将氧化铝生产过程中产生的拜耳赤泥回收利用，进一步解决拜耳赤泥造成的环境污染问题，同时也提供了一种被广泛应用的硅灰石粉末。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于包括以下步骤：
A：配料，将酸碱摩尔当量添加浓度为0~10%的稀盐酸加入到拜耳赤泥中，中和掉拜耳赤泥中的氢氧化钠，之后加入拜耳赤泥重量0.1~0.5%的表面活性剂，配料完成；
B：研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
C：除铁，用在6000~8000高斯特的磁力强度的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁除铁；
D：制粒，除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量1~5%的膨松剂和拜耳赤泥重量10%的碳粉后送制粒机制成粒径为2~5cm待烧粒料；
E：磁化焙烧，将晾干的待烧粒料投入回转窑在1100~1300度的温度下磁化焙烧1~3小时；
F：再研磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨成粉末；
G：再除铁，用磁力强度为12000高斯特以上的干式强磁选机再次除铁；
H：当干式球磨机碾磨成粉末细度小于300目，或粉末中铁、锰杂质含量高于0.1%时，重复步骤F、G直至细度在300目以上，且粉末中铁、锰杂质含量低于0.1%，制得成品人造硅灰石粉末。
所述表面活性剂为硬脂酸或苯磺酸。
所述步骤C中用湿式磁选机对赤泥浆料进行至少三次强磁复选除铁。
所述膨松剂为木材锯末或植物纤维。
所述成品人造硅灰石粉末细度为300~350目。
本发明所采用的拜耳赤泥拜耳赤泥的化学成分以重量百分比计：SiO2 为15-34，Al2O3为6-16，Fe2O3为16-35，CaO为10-32，NaO为2-8，MgO为12-28。
本发明采用的膨松剂，可以改善物料在煅烧时的热交换效果；增加升温时效及物料均匀受热反应；促进两价铁转化为三价铁，进而提高铁的磁性。
本发明采用的表面活性剂（硬脂酸或苯磺酸）可以降低物料的团聚，增加碾磨、磁选及煅烧的效果。
本发明具有以下有益效果：
1、采用本发明提供的方法治理赤泥，具有环保高效，速度快、能耗低、效果好的显著优点；
2、整个处理过程中没有产生二次残渣及废水、废气，从而实现赤泥零排放目标；
3、采用本发明生产的人造硅灰石，物理及化学性能稳定，并优于硅酸钙原矿的特点，可广泛用于陶瓷、化工、冶金、造纸、塑料、涂料等技术领域，而且还可以作为航空及精密电子的功能填充料。
附图说明
图1为本发明用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做详细的说明，但它们不是对本发明的限定。
如图1所示，一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法的步骤为 ：
配料，将酸碱摩尔当量添加浓度为0~10%的稀盐酸加入到拜耳赤泥中，中和掉拜耳赤泥中的氢氧化钠，之后加入拜耳赤泥重量0.1~0.5%的表面活性剂，配料完成；
研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
除铁，用在6000~8000高斯特的磁力强度的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁除铁；优选地，用湿式磁选机对赤泥浆料进行至少三次强磁复选除铁；
制粒，除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量1~5%的膨松剂和拜耳赤泥重量10%的碳粉后送制粒机制成粒径为2~5cm待烧粒料；
磁化焙烧，将晾干的待烧粒料投入回转窑在1100~1300度的温度下磁化焙烧1~3小时；
再研磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨成粉末；
再除铁，用磁力强度为12000高斯特以上的干式强磁选机再次除铁；
当干式球磨机碾磨成粉末细度小于300目，或粉末中铁、锰杂质含量高于0.1%时，重复再研磨、再除铁的步骤直至细度在300目以上，且粉末中铁、锰杂质含量低于0.1%，制得成品人造硅灰石粉末。
其中，表面活性剂为硬脂酸或苯磺酸，膨松剂为木材锯末或植物纤维。
优选地，成品人造硅灰石粉末细度为300~350目。
实施例1
本实施例采用的拜耳赤泥，其中含有重量百分比为1的氢氧化钠，重量百分比为26的铁；
1、配料，取拜耳赤泥，加入拜耳赤泥重量0.1%的硬脂酸，配料完成；
2、研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
3、除铁，选用磁力强度在6500高斯特的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁三次复选除铁；除铁后的浆料中含铁为：8.97%；
4、制粒，将除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量1%的木材锯末和10%的碳粉搅拌均匀后送制粒机制成粒径为2~5cm的待烧粒料；
5、磁化焙烧。将自然晾干的待烧粒料投入回转窑在1100度的温度下磁化焙烧3小时；
6、再碾磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨至100~150目；
7、再除铁，用磁力强度为15000高斯特的干式强磁选机除铁；
8、再碾磨，将步骤7磁选的粒料再用干式球磨机研磨至200~250目；
9、再除铁，将步骤8研磨的粒料再用磁力强度为15000高斯特的干式强磁选机除铁；
10、再研磨，将步骤9磁选的粒料再用干式球磨机研磨至300~350目；
11、再除铁，将步骤10研磨的粒料再用磁力强度为15000高斯特的干式强磁选机除铁，使得粒料中铁、锰杂质含量为：0.089%，制成人造硅灰石粉末。
实施例2
本实施例采用的拜耳赤泥，其中含有重量百分比为2.8的氢氧化钠，重量百分比为32的铁；
1、配料，将酸碱摩尔当量添加浓度为10%的稀盐酸加入到拜耳赤泥中，中和掉拜耳赤泥中的氢氧化钠，之后加入拜耳赤泥重量0.3%的苯磺酸，配料完成；
2、研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
3、除铁，选用磁力强度在8000高斯特的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁三次复选除铁；除铁后的浆料中含铁为：11.2%；
4、制粒，将除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量3%的植物纤维和10%的碳粉搅拌均匀后送制粒机制成粒径为2~5cm的待烧粒料；
5、磁化焙烧。将自然晾干的待烧粒料投入回转窑在1200度的温度下磁化焙烧2小时；
6、再碾磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨至100~150目；
7、再除铁，用磁力强度为17000高斯特的干式强磁选机除铁；
8、再碾磨，将步骤7磁选的粒料再用干式球磨机研磨至200~250目；
9、再除铁，将步骤8研磨的粒料再用磁力强度为17000高斯特的干式强磁选机除铁；
10、再研磨，将步骤9磁选的粒料再用干式球磨机研磨至300~350目；
11、再除铁，将步骤10研磨的粒料再用磁力强度为17000高斯特的干式强磁选机除铁，使得粒料中铁、锰杂质含量为：0.093%，制成人造硅灰石粉末。
实施例3
本实施例采用的拜耳赤泥，其中含有重量百分比为4.7的氢氧化钠，重量百分比为29的铁；
1、配料，将酸碱摩尔当量添加浓度为10%的稀盐酸加入到拜耳赤泥中，中和掉拜耳赤泥中的氢氧化钠，之后加入拜耳赤泥重量0.3%的硬脂酸，配料完成；
2、研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
3、除铁，选用磁力强度在7000高斯特的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁三次复选除铁；除铁后的浆料中含铁为：8.7%；
4、制粒，将除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量3%的木材锯末和10%的碳粉搅拌均匀后送制粒机制成粒径为2~5cm的待烧粒料；
5、磁化焙烧。将自然晾干的待烧粒料投入回转窑在1300度的温度下磁化焙烧1小时；
6、再碾磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨至100~150目；
7、再除铁，用磁力强度为16000高斯特的干式强磁选机除铁；
8、再碾磨，将步骤7磁选的粒料再用干式球磨机研磨至200~250目；
9、再除铁，将步骤8研磨的粒料再用磁力强度为16000高斯特的干式强磁选机除铁；
10、再研磨，将步骤9磁选的粒料再用干式球磨机研磨至300~350目；
11、再除铁，将步骤10研磨的粒料再用磁力强度为16000高斯特的干式强磁选干式强磁选机除铁，使得粒料中铁、锰杂质含量为：0.096%，制成人造硅灰石粉末。
实施例4
本实施例采用的拜耳赤泥，其中含有重量百分比为0.8的氢氧化钠，重量百分比为23的铁；
1、配料，取拜耳赤泥，加入拜耳赤泥重量0.4%的苯磺酸，配料完成；
2、研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
3、除铁，选用磁力强度在6000高斯特的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁三次复选除铁；除铁后的浆料中含铁为：7.2%；
4、制粒，将除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量5%的植物纤维和10%的碳粉搅拌均匀后送制粒机制成粒径为2~5cm的待烧粒料；
5、磁化焙烧。将自然晾干的待烧粒料投入回转窑在1200度的温度下磁化焙烧2小时；
6、再碾磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨至100~150目；
7、再除铁，用磁力强度为14000高斯特的干式强磁选机除铁；
8、再碾磨，将步骤7磁选的粒料再用干式球磨机研磨至200~250目；
9、再除铁，将步骤8研磨的粒料再用磁力强度为14000高斯特的干式强磁选机除铁；
10、再研磨，将步骤9磁选的粒料再用干式球磨机研磨至300~350目；
11、再除铁，将步骤10研磨的粒料再用磁力强度为14000高斯特的干式强磁选机除铁，使得粒料中铁、锰杂质含量为：0.081%，制成人造硅灰石粉末。
实施例5
本实施例采用的拜耳赤泥，其中含有重量百分比为1.7的氢氧化钠，重量百分比为18的铁；
1、配料，取拜耳赤泥，加入拜耳赤泥重量0.5%的苯磺酸，配料完成；
2、研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
3、除铁，选用磁力强度在6000高斯特的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁三次复选除铁；除铁后的浆料中含铁为：6.4%；
4、制粒，将除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量4%的木材锯末和10%的碳粉搅拌均匀后送制粒机制成粒径为2~5cm的待烧粒料；
5、磁化焙烧。将自然晾干的待烧粒料投入回转窑在1250度的温度下磁化焙烧1.5小时；
6、再碾磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨至100~150目；
7、再除铁，用磁力强度为12000高斯特的干式强磁选机除铁；
8、再碾磨，将步骤7磁选的粒料再用干式球磨机研磨至200~250目；
9、再除铁，将步骤8研磨的粒料再用磁力强度为12000高斯特的干式强磁选机除铁；
10、再研磨，将步骤9磁选的粒料再用干式球磨机研磨至300~350目；
11、再除铁，将步骤10研磨的粒料再用磁力强度为12000高斯特的干式强磁选机除铁，使得粒料中铁、锰杂质含量为：0.083%，制成人造硅灰石粉末。
通过对上述五个实施例得到的人造硅灰石粉末进行检测，得出该人造硅灰石粉末物理及化学参数为：
细度：300~350目； 白度：95；
硬度：4.5～5.5； 密度：2.75～3.10g/cm3；
吸湿性：低于4%； 铁含量：低于0.1%。
由五个实施例及得到产品的物理及化学参数得出采用本发明提供的方法，可以有效的利用拜耳赤泥生产出优质的人造硅灰石，实现了拜耳赤泥的综合利用。
Claims (5)
1.一种用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于包括以下步骤：
A：配料，将酸碱摩尔当量添加浓度为0~10%的稀盐酸加入到拜耳赤泥中，中和掉拜耳赤泥中的氢氧化钠，之后加入拜耳赤泥重量0.1~0.5%的表面活性剂，配料完成；
B：研磨，将配料用湿式球磨机碾磨成120~200目浆料；
C：除铁，用在6000~8000高斯特的磁力强度的湿式磁选机对赤泥浆料进行强磁除铁；
D：制粒，除铁后的浆料加入拜耳赤泥重量1~5%的膨松剂和拜耳赤泥重量10%的碳粉后送制粒机制成粒径为2~5cm待烧粒料；
E：磁化焙烧，将晾干的待烧粒料投入回转窑在1100~1300度的温度下磁化焙烧1~3小时；
F：再研磨，将磁化焙烧后的粒料用干式球磨机碾磨成粉末；
G：再除铁，用磁力强度为12000高斯特以上的干式强磁选机再次除铁；
H：当干式球磨机碾磨成粉末细度小于300目，或粉末中铁、锰杂质含量高于0.1%时，重复步骤F、G直至细度在300目以上，且粉末中铁、锰杂质含量低于0.1%，制得成品人造硅灰石粉末。
2.按照权利要求1所述的用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于：所述表面活性剂为硬脂酸或苯磺酸。
3.按照权利要求1所述的用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于：所述步骤C中用湿式磁选机对赤泥浆料进行至少三次强磁复选除铁。
4.按照权利要求1所述的用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于：所述膨松剂为木材锯末或植物纤维。
5.按照权利要求1所述的用拜耳赤泥生产人造硅灰石粉末的方法，其特征在于：所述成品人造硅灰石粉末细度为300~350目。
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