一种强化赤泥固液分离的方法转让专利
申请号 : CN202110732247.2
文献号 : CN113429113B
文献日 : 2022-03-29
发明人 : 王丽 , 曾华 , 唐鸿鹄 , 曹建 , 吕斐 , 孙伟
申请人 : 中南大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种强化赤泥固液分离的方法,其特征在于,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表面亲疏水性调整剂,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电性调整剂,并使其与赤泥泥浆作用一段时间;
(4)向第三步处理后的赤泥泥浆中加入絮凝剂,使其与赤泥泥浆作用一段时间,并进行固液分离;
表面亲疏水调控剂选自蒽系减水剂、木质素磺酸钙、萘系减水剂、三聚氰胺密胺型减水剂、聚羧酸减水剂、油酸钠、十二胺中的至少一种;
电性调整剂选自氧化钙、硫酸钙、氯化钙、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁中的至少一种。
2.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(1)中将赤泥泥浆与水按质量比为(1~2):(3~10)混合,并搅拌均匀,使稀释后的赤泥浓度达5~10%。
3.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(2)中表面亲疏水性调整剂的掺量为赤泥干重量的0.01%~0.25%,并使其与赤泥泥浆作用5~30min。
4.如权利要求3所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:表面亲疏水调控剂选自蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(3)中电性调整剂的掺量为赤泥干重量的0.1%~2%,并使其与赤泥泥浆作用5~30min。
6.如权利要求5所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:电性调整剂选自氧化钙、聚合氯化铝铁中的至少一种。
7.如权利要求1所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:步骤(4)中絮凝剂的掺量为40g/t‑200g/t赤泥干重量,并使其与赤泥泥浆作用5~30min。
8.如权利要求7所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:絮凝剂选自不同种类、分子量的聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠中的至少一种。
9.如权利要求8所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:絮凝剂选自分子量为
600万的非离子型聚丙烯酰胺和分子量为1000万的聚丙烯酸钠。
10.如权利要求9所述的强化赤泥固液分离的方法,其特征在于:絮凝剂选自分子量为
600万的非离子型聚丙烯酰胺和分子量为1000万的聚丙烯酸钠两者组合,组合比例为1~2:
1~4。
说明书 :
一种强化赤泥固液分离的方法
技术领域
背景技术
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。
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。
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。
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
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。
在800r/min处理5min,然后在300r/min处理3min。
的含水率,增大赤泥泥浆的固含量,增大赤泥尾矿库的有效库容,减小赤泥泥浆外渗的可
能。
表面活性剂)、三聚氰胺密胺型减水剂(杂环烃类表面活性剂)、聚羧酸减水剂(脂肪酸类表
面活性剂)、油酸钠、十二胺中的至少一种;优选为蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂
的至少一种。蒽系减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂的主要作用基团分别为蒽基、萘基、羧
基。
少一种,其中最佳的电性调整剂为氧化钙、聚合氯化铝铁中的至少一种。
现赤泥的快速高效固液分离,同时可有效降低赤泥的含水率和溢流浊度。作用时转速200‑
1000r/min,优选300‑800r/min,进一步优选先在800r/min处理5min,然后在300r/min处理
3min。
界面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,絮凝剂选自不同种类、分子量的
聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠中的至少一种;优选为分子量为600万的非离子型聚丙烯酰胺和
分子量为1000万的聚丙烯酸钠,且两者混合作用时效果最好。分子量为600万的非离子型聚
丙烯酰胺和分子量为1000万的聚丙烯酸钠两者组合,组合比例为1~2:1~4。
面化学调控协同组合絮凝剂强化赤泥固液分离的方法,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。
附图说明
具体实施方式
搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分离平均速度为0.21m/h,溢流浊度为
37530NTU,滤饼含水率为71‑72%,赤泥颗粒平均粒径为10微米。
钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用5min。搅拌结束
后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分离平均速度从0.21m/h增长至0.75m/h,溢流浊度为
1242NTU,滤饼含水率为73‑74%,赤泥颗粒平均粒径增长至22微米。
分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t
赤泥干重),先在800r/min的转速下使絮凝剂充分分散5min,然后在300r/min的转速下进行
3min絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,赤泥浆液呈现稳定的悬浮液状态,固
液分离平均速度达0.34m/h,溢流浊度为29100NTU,滤饼含水率为72‑73%,赤泥颗粒平均粒
径增长至30微米。
羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),在800r/min的转速下搅拌5min,然后在300r/min的
转速下搅拌3min进行絮凝,搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离。赤泥浆液呈现稳定的悬
浮液状态,固液分离平均速度为0.24m/h,溢流浊度为32200NTU,滤饼含水率为50‑52%,赤
泥颗粒平均粒径为10微米。
5min,继续添加1wt%的氧化钙(占赤泥干重质量百分比),在800r/min的转速下搅拌5min,
最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干重)和分子量1000万
的聚丙烯酸钠(60g/t赤泥干重),在800r/min的转速下搅拌5min,然后在300r/min的转速下
搅拌3min进行絮凝,搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离。固液分离平均速度达0.85m/h,
溢流浊度为9870NTU,滤饼含水率为63‑65%,赤泥颗粒平均粒径增长至45微米。
羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),在800r/min的转速下搅拌5min,继续添加1wt%的氧
化钙(占赤泥干重质量百分比),在800r/min的转速下搅拌5min,搅拌结束后进行赤泥泥浆
的固液分离。固液分离平均速度达0.64m/h,溢流浊度为3454NTU,滤饼含水率为65‑67%,赤
泥颗粒平均粒径增长至18微米。
钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用5min,再加入组
合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干重)和分子量1000万的聚丙烯酸
钠(60g/t赤泥干重),在800r/min的转速下搅拌5min,然后在300r/min的转速下搅拌3min进
行絮凝,搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离。固液分离平均速度达1.84m/h,溢流浊度为
113.3NTU,滤饼含水率为67‑69%,赤泥颗粒平均粒径增长至52微米。
羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),在800r/min的转速下搅拌5min,再加入组合絮凝剂:
分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t
赤泥干重),在800r/min的转速下搅拌5min,然后在300r/min的转速下搅拌3min进行絮凝,
搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离。固液分离平均速度达0.30m/h,溢流浊度为
30200NTU,滤饼含水率为63‑65%,赤泥颗粒平均粒径为26微米。
钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用5min,再向搅拌
均匀的赤泥泥浆溶液中加入0.1wt%的聚羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),在800r/
min的转速下搅拌5min,最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤
泥干重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t赤泥干重),在800r/min的转速下搅拌5min,
然后在300r/min的转速下搅拌3min进行絮凝,搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离。固液
分离平均速度达0.72m/h,溢流浊度达5540NTU,滤饼含水率为64‑66%NTU,赤泥颗粒平均粒
径为34微米。
的聚羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用
5min。然后加入0.1%的氧化钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤
泥泥浆作用5min。最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干
重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t赤泥干重),先在800r/min的转速下搅拌5min,然
后在300r/min的转速下3min进行絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分
离速度达1.64m/h,滤饼含水率为54‑56%,溢流浊度为313NTU,赤泥颗粒平均粒径增长至50
微米。
的聚羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用
5min。然后加入0.1%的硫酸钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤
泥泥浆作用5min。最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干
重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t赤泥干重),先在800r/min的转速下搅拌5min,然
后在300r/min的转速下3min进行絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分
离速度达1.24m/h,滤饼含水率为55‑57%,溢流浊度为1240NTU,赤泥颗粒平均粒径增长至
42微米。
的蒽系减水剂(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用
5min。然后加入0.1%的硫酸钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤
泥泥浆作用5min。最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(40g/t赤泥干
重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(60g/t赤泥干重),先在800r/min的转速下搅拌5min,然
后在300r/min的转速下3min进行絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分
离速度达1.72m/h,滤饼含水率为57‑58%,溢流浊度为121.4NTU,赤泥颗粒平均粒径增长至
50微米。
的蒽系减水剂(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用
5min。然后加入0.1%的氧化钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤
泥泥浆作用5min。最后加入40g/t赤泥干重的分子量600万的非离子聚丙烯酰胺,先在800r/
min的转速下搅拌5min,然后在300r/min的转速下3min进行絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥
泥浆的固液分离,固液分离速度达1.14m/h,滤饼含水率为57‑58%,溢流浊度为976NTU,赤
泥颗粒平均粒径增长至38微米。
的聚羧酸减水剂(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤泥泥浆作用
5min。然后加入0.1%的氧化钙(占赤泥干重质量百分比),并使其在800r/min的转速下与赤
泥泥浆作用5min。最后加入组合絮凝剂:分子量600万的非离子聚丙烯酰胺(60g/t赤泥干
重)和分子量1000万的聚丙烯酸钠(40g/t赤泥干重),先在800r/min的转速下搅拌5min,然
后在300r/min的转速下3min进行絮凝团聚。搅拌结束后进行赤泥泥浆的固液分离,固液分
离速度达1.48m/h,滤饼含水率为57‑58%,溢流浊度为842NTU,赤泥颗粒平均粒径增长至42
微米。
其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申
出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。