赤泥脱碱活化及在胶凝材料中的应用

总结了目前赤泥在脱碱、活化方面的研究现状,分析对比了各方法的优势以及存在的问题,综述了国内外赤泥在胶凝材料中的应用研究,在赤泥资源化应用方面具有积极引导意义。

巨大芽孢杆菌在赤泥脱碱中的应用及作用机制

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题。因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径。微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注。本文利用巨大芽孢杆菌菌液对赤泥脱碱,通过高效液相色谱(HPLC)、XRD、SEM-EDS和FT-IR分别对细菌代谢产物、脱碱前后矿物的物相组成、微观形貌和官能团结构进行分析,研究了巨大芽孢杆菌对赤泥脱碱的作用机制。结果表明:在菌量为5.67×10^(13)CFU/mL、液固比为25(mL/g)和温度为35℃的条件下可将脱碱样品的pH值降低至8.55,10 d的单次脱碱率达到30.4%,比无菌添加时的pH值降低了1.48,脱碱率提高22.6%;脱碱后赤泥中方钠石、钙霞石等碱性矿物的衍射峰强度减弱,方解石的衍射峰强度增强,赤泥表面有菌株附着,并出现明显的溶蚀形貌,一些碱性矿物的铝硅酸盐结构被溶解;巨大芽孢杆菌主要利用代谢产生的两种含量较高的有机酸(苹果酸和丙酸)与赤泥中的碱性物质发生酸碱中和,实现对赤泥的脱碱。

赤泥脱碱渣处理含铅废水

采用微生物脱碱法对赤泥进行脱碱处理,并将脱碱后的中性赤泥残渣作为吸附剂处理含铅废水。从赤泥中选育的粟褐芽孢杆菌在合适条件下对赤泥的单次脱碱率达到30.2%,经过5级加菌处理后赤泥总脱碱率可达75.8%,脱碱渣pH稳定在6.68。并对脱碱后赤泥渣进行吸附重金属铅的试验。结果表明,在脱碱渣投加量1.0 g/L、吸附温度30℃、吸附质pH为6.5、吸附时间180 min的条件下,对100 mg/L的Pb(Ⅱ)溶液的吸附率约为80%。脱碱渣理论饱和吸附量为461.43 mg/g。赤泥微生物脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)的过程符合准二级模型,化学吸附过程起主导作用,且是自发进行的。赤泥脱碱渣吸附Pb(Ⅱ)后,Pb(Ⅱ)主要以PbCO_(3)、Pb(OH)_(2)和Pb(Ⅱ)-Complex的形式存在。

赤泥资源化利用和安全处理现状与展望

综述了近年赤泥在有价组分回收、污水处理、气体净化、催化材料、建筑材料及土壤改良等方面的机理研究和应用进展,通过赤泥理化特征分析阐述其各个应用方向的优势及前景。指出造成目前赤泥综合利用率低的最大因素是赤泥中含有大量碱性物质和重金属等,由此突出介绍了赤泥脱碱技术及赤泥毒性浸出研究。总结了国内外赤泥资源化途径较为分散、对赤泥利用的系统研究不足、未真正实现赤泥最大程度资源化也未解决当前赤泥造成的现实及潜在环境安全等问题。立足赤泥处置的"减量化、无害化和资源化"原则,并基于我国国情提出了"气体净化-资源回收-制备建筑材料"赤泥综合治理利用技术路线,为大规模工业固废-赤泥的资源化利用提供了新的研究和工业化思路。

含碱高炉渣排碱、脱硫能力的实验研究

为探讨高炉渣排碱、脱硫能力间的关系,根据广钢实际高炉渣成分,通过实验研究了w(CaO)/w(SiO2),w(MgO),w(Al2O3)对炉渣排碱、脱硫的影响.结果表明:w(CaO)/w(SiO2)对炉渣的排碱、脱硫能力影响较大,二者相互矛盾;w(MgO)升高,炉渣排碱能力降低,含碱炉渣最佳脱硫对应的w(MgO)比普通炉渣低3%.w(Al2O3)升高,炉渣的排碱能力变化不大,而脱硫能力迅速降低.广钢高炉适宜的炉渣成分为:w(CaO)/w(SiO2)保持在1.0,w(MgO)保持在12%,w(Al2O3)保持在15%.

铝业碱性赤泥的悬浮碳化法脱碱工艺研究

研究探讨了碱性废弃物赤泥的常压悬浮碳化法脱碱绿色环保新工艺。详细研究考察了反应温度、反应时间、液固比以及CO2通气量4个因素对赤泥脱碱效能的影响,确定了最佳工艺参数和技术条件。研究表明,在温控60℃,反应时间1.5 h,液固比为10,CO2通气量为0.8 L/min的反应条件下,赤泥脱碱率（以Na2O计）达到85%以上,同时得到含3%-5%碳酸盐的碱性溶液。与传统生石灰脱碱工艺相比,悬浮碳化法具有操作简便、脱碱率高、所得碱纯度高,无废弃物排放等优点,并可实现双废物（CO2废气和赤泥废弃物）的可持续综合利用。

常压石灰法处理烧结法赤泥脱碱及其机理研究

采用石灰(CaO)作为脱碱剂处理烧结法赤泥,研究了反应温度、反应时间、脱碱剂添加量、液固比等因素对赤泥中钾、钠溶出率等碱脱除效果的影响,分析了石灰处理赤泥的脱碱机理。结果表明:温度升高、反应时间延长、石灰掺量增加以及液固比增大均能提高赤泥的脱碱效果,其中尤以反应时间和石灰掺量的影响效果更显著。添加石灰处理烧结法赤泥的脱碱机理是部分方钠石(Na8Al6Si6O24CO3)中的2个Na+被1个Ca2+置换出,生成了更难溶的钙霞石[Na6CaAl6Si6(CO3)O24.2H2O]。

拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究

利用二氧化碳对具有强碱性的拜耳法赤泥进行湿法碳化脱碱实验,研究了在CO2气流量为0.3 L/min条件下,液固比、反应温度、反应时间、CO2压力对拜耳法赤泥脱碱效果的影响并确定了适宜的脱碱条件。研究表明,在反应温度50℃,液固比为7,CO2压力为4 MPa,反应时间2 h条件下,拜耳法赤泥的脱碱率达到50%以上。脱碱后赤泥碱含量大幅降低,有助于减轻对土壤及地下水源的危害。

赤泥碱回收的初步研究

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排放的固体废弃物,它属于强碱废渣,是一种严重的碱性污染源。采用热水及氧化钙水浴法对强碱性赤泥进行脱碱过滤洗涤。实验结果表明,添加氧化钙后赤泥滤液中碱浓度明显高于未添加氧化钙的,且随氧化钙添加量的增加,赤泥滤液中的碱浓度升高。赤泥中氧化钙的添加量为5%(质量分数)时,滤渣水洗3次回收碱的效率最高,回收的碱量接近回收总量的3/4。水洗各组赤泥的洗涤液的pH改变不大,均只降低了约0.5。各组水洗回收碱的回收效率与前期反应处理方式的关系不大,回收率主要受洗涤次数的影响。

水洗处理赤泥初步脱碱

赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排放的固体废弃物,是一种严重的碱性污染源。实验采用不同温度（20、55、75、95℃）的水分别对强碱性赤泥进行洗涤。结果表明,首次洗涤所得洗涤液的质量浓度较高,6次洗涤液的平均质量浓度在2.44~2.72 g/L,其中冷水洗涤赤泥所得的溶液质量浓度最高。每次洗涤得到的洗涤液的pH变化不大。不同温度的水洗涤赤泥,回收碱的效率相差不大,前3次洗涤碱的回收量占总量的70%以上。其中,冷水洗涤赤泥回收碱的质量最多。经过6次洗涤后,每克赤泥中最终回收的氢氧化钠的质量最高达8.18 mg。

拜耳法赤泥水洗脱碱工艺的研究

赤泥是氧化铝冶炼工业中排放的一种强碱性固体废弃物.为降低赤泥中碱的含量,实现赤泥综合、资源化的利用,对水洗脱碱工艺进行了初步研究.实验结果表明,洗涤次数和浸泡时间对脱碱效果影响较大,在室温下,液固比为5∶1时,赤泥浸泡1d后,洗涤5次以上时,可以去除赤泥中95%以上的Na+.

磷石膏与碳酸钙对赤泥脱碱的效果及可能机理

为降低赤泥中的碱分,增加赤泥资源化、无害化利用途径,探索采用磷石膏和碳酸钙为脱碱剂脱除赤泥中的碱分的效果。结果表明:采用磷石膏和碳酸钙脱除赤泥中的碱时,振荡0.5 h即可使振荡液的pH和EC(电导率)值达到稳定状态,耗时较短。赤泥脱碱效率的高低并不直接依赖于脱碱剂与赤泥的配比、延长脱碱时间等手段。在考虑脱碱效果和经济成本的前提下,m(赤泥)∶m(磷石膏)、m(赤泥)∶m(碳酸钙)依次为1∶0.4和1∶0.2。钙化合物添加后,与赤泥发生置换反应,赤泥中更多的结合碱能够被置换出来成为游离碱,进而得到脱除。

拜耳赤泥吸收低浓度二氧化硫的研究

考察了赤泥液固质量比、反应温度、搅拌转速对二氧化硫吸收率和赤泥脱碱率的影响.同时,考察了二氧化硫吸收率与时间的关系.实验结果表明:从二氧化硫吸收率和赤泥脱碱率两方面考虑,拜耳赤泥吸收低浓度SO2的适宜条件为:液固质量比5∶1,搅拌转速150r/min,反应温度25℃;此时,SO2吸收率为93.14%,尾气中SO2的浓度达到国家排放标准,二氧化硫吸收率随时间的增长而降低;赤泥的脱碱率为70.45%,此时脱碱赤泥的碱度达到水泥的碱度要求,可作为原料生产水泥.

赤泥水浸脱碱实验及动力学研究

赤泥是一种碱性污染物,强碱性是制约其综合利用的关键因素。进行了拜耳法赤泥水浸脱碱实验及动力学研究,实验结果表明:赤泥在水浸次数为4次、液固体积质量比为9 m L/g、反应温度为90℃和反应时间为60 min的条件下,赤泥的脱碱率可达71%。采用未反应收缩核模型对水浸脱碱数据进行线性拟合,动力学分析表明:活化焙烧后赤泥的水浸脱碱过程受扩散步骤控制,线性相关系数大于0.97,表观活化能为11.72 k J/mol。

亚熔盐法处理铝土矿工艺的赤泥常压脱碱

研究了在低温常压下亚熔盐法处理铝土矿所得赤泥的脱碱过程,考察了反应温度、CaO添加量、初始溶液Na2O浓度及反应时间等因素对反应过程的影响.结果表明,随CaO用量增加、反应温度提高和反应时间延长,终赤泥中Na2O含量降低,初始碱浓度过高或过低都不利于Na2O溶出.在95℃、NaOH溶液/干赤泥质量比6、CaO/原赤泥质量比0.22、初始溶液Na2O浓度60g/L、反应时间10h的条件下,终赤泥中Na2O含量可降至1.41%,钠/硅质量比为0.07.反应后生成了硅酸钙相,赤泥由棒状晶体转变成了绒球状的薄片聚集体.

拜耳法赤泥脱碱研究现状

叙述了拜耳法赤泥脱碱的意义以及我国拜耳法赤泥的物理化学性质以及物相特点,结合国内外拜耳法赤泥脱碱研究现状,总结了目前拜耳法赤泥脱碱工艺存在的问题,并提出了拜耳法赤泥高效脱碱的建议和意见。

赤泥湿法碳化脱钠试验研究

赤泥是氧化铝冶炼过程中排出的固体废渣,目前利用率仅为15%左右,大量被堆放于露天堆场。如何有效地利用赤泥成为众多科学研究者所关注的问题。本文以朔州地区的粉煤灰通过拜耳法提铝后产生的残渣(简称:赤泥)为研究对象,探讨赤泥的碳化法脱钠的绿色环保工艺。研究了液固比、CO_2通气量、反应温度等因素对脱钠工艺的影响,确定了碳化脱钠的合适条件。将脱碱后的赤泥以不同比例替代水泥配制净浆试块,分别测试其抗折、抗压强度,对其胶凝活性进行研究。结果表明赤泥经脱碱后所制成的净浆试块的胶凝活性得到了极大改善,含碱量0.86%的赤泥在掺量为20%的条件下,试样的力学性能最好。

赤泥料浆化多级循环脱碱与碱回收处理工艺

以氧化铝工业排出赤泥为原料,研究高碱赤泥料浆化多级循环脱碱和碱回收联合处理工艺。经3个阶段的反应处理实验,结果表明:当料浆固含量为50%,w(CaO)=5%,陈化温度为70℃,过滤级数为4时,试样含水率低于25%,碱脱除率达79.43%,碱的质量分数为0.87%。

赤泥草酸脱碱实验研究

赤泥强碱性是影响环境和制约其综合利用的关键因素。本文提出了赤泥草酸脱碱的实验研究,考察了草酸用量,反应温度,液固比和反应时间对赤泥脱碱率的影响,同时对赤泥和脱碱渣进行了XRD物相分析。结果表明:在草酸用量为15%,反应温度为80℃,液固比为4 m L/g和反应时间为40 min条件下,赤泥脱碱率超过95%。草酸显著破坏了赤泥中钙霞石的结构,可以选择性地脱除赤泥中的钠,脱碱渣中氧化钠含量低于0.5%,而钛、钙和硅等元素含量略有提高。

CaCl_2废液在赤泥脱碱中的应用

采用CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理。分析了脱碱机理,考察了CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的影响因素。研究结果表明,在赤泥加入量为5 g、CaCl_2废液加入量为4 m L、反应温度为80℃、反应时间为4 h的最佳条件下,Na去除率达75%,脱碱后赤泥中Na的质量分数低于0.8%,脱碱后CaCl_2废液的p H约为7。CaCl_2废液对赤泥进行脱碱处理的脱碱机理为CaCl_2废液中的CaCl_2、Mg Cl2和酸与赤泥中的碱发生离子交换反应,使得赤泥中的Na转化为Na Cl,进入到溶液中,从而脱除赤泥中的碱。