[发明专利]一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明属于赤泥综合利用的技术领域。具体涉及一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝之后产生的废渣，因多呈红色，故被称为赤泥。据统计，世界上氧化铝工业每年产生的赤泥超过7000万吨。而2009年中国的赤泥产生量就超过了3000万吨，并呈逐年增加之势。国外氧化铝生产企业的赤泥原先主要填海堆存，近年来，随着全球环保意识的增强，赤泥填海堆存被明令禁止，筑坝堆存已成为主要的排放方式。我国氧化铝生产企业受地理位置限制，多年来赤泥除少量应用于水泥生产外，大多湿法露天筑坝堆存，这不仅占用大量土地，耗费较多的堆场建设和维护费用，而且存在于赤泥中的碱向地下渗透，造成地下水体和土壤污染，裸露赤泥形成的粉尘随风飞扬，污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境。对赤泥进行综合利用方面的研究势在必行。但是，赤泥的综合利用是一个世界性难题，目前，我国对赤泥的综合利用率不到4％。赤泥已成为制约我国铝业发展的一个重要因素，赤泥的综合利用对于我国乃至世界铝工业的可持续性发展具有重要意义。

为解决上述问题，国内外在赤泥的综合利用方面进行了大量的试验研究工作，如从赤泥中提取稀有金属钪(姜平国，梁勇，王鸿振.赤泥中回收稀有金属[J].上海有色金属，2006，1(27)：36-39)，这在技术上是可行的，但是要实现产业化还存在技术与经济的矛盾，有待开发有效的可行性技术。孟铁宏等利用赤泥制备絮凝剂(孟铁宏，胡兆平，朱云勤.拜耳法赤泥改性-凝胶法制备聚合氯化铝铁研究[J].无机盐工业，2009，(6)：54-56)，但由于工艺复杂，成本较高，尚停留在试验研究阶段，未形成工业规模，不能彻底解决我国氧化铝生产产生的大量赤泥所带来的一系列问题。姚克瑜发明了一种废弃赤泥的回收利用工艺(CN1164515)，从废弃赤泥中提取多种物质。以上方法解决了环境保护与能源节约的问题，但存在工艺复杂、成本较高、可实施性差等不足。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，所要解决的技术问题为提供一种原材料易获得、可大规模生产且成本低的制备赤泥基多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法，按以下步骤进行。

第一步，对赤泥进行酸浸：将赤泥与酸性溶液按重量份之比为1∶1～10混合后，在30～100℃下搅拌1～6h，抽滤得酸浸液和酸浸渣，所述酸性溶液中H+的摩尔浓度为0.5～4mol/L，所述酸浸液中所含铝铁金属离子折算为氧化物的质量百分含量为：Al₂O₃，2～10％；Fe₂O₃，2～10％；余量为H₂O和其它不可避免杂质离子；

第二步，制备聚合铝铁无机絮凝剂：将酸浸液与调聚剂混合后，在30～100℃下搅拌1～12h，停止搅拌，熟化6～24h，得到聚合铝铁无机絮凝剂，所述聚合铝铁絮凝剂所含铝铁金属离子折算为氧化物的质量分数比为：Al₂O₃，2～10％；Fe₂O₃，2～10％；余量为H₂O和其它不可避免杂质离子；

第三步，制备赤泥基多元絮凝剂：将聚合铝铁无机絮凝剂与矿物材料和高分子材料混合后，在10～80℃下搅拌0.5～2h，得到多元絮凝剂，所述多元絮凝剂其成分按质量百分含量为矿物材料，3～10％；高分子材料，1～10％；Al₂O₃，2～10％；Fe₂O₃，2～10％；余量为H₂O和其它不可避免杂质离子；

第四步：制备复合白炭黑：将第一步得到的酸浸渣在150～600℃下干燥2～12h后，得到的固体即为复合白炭黑。

第一步中所述的酸性溶液或为盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或几种。

第二步中所述的调聚剂为氢氧化钠、铝酸钙、氢氧化钾、氨水和铝酸钠中的一种或几种。

第二步中所述的聚合铝铁絮凝剂是碱化度大于50％的絮凝剂。

第三步中所述的矿物材料为膨润土、硅藻土、海泡石和凹凸棒石中的一种或几种。

第三步中所述的高分子材料或为淀粉，或为聚二甲基二烯丙基氯化铵，或为聚丙烯酰胺、或为羧甲基纤维素钠。