一种硫酸铝废渣再生利用方法及其产物技术

一种硫酸铝废渣再生利用方法及其产物，其特征是包括进场、配料、翻拌、陈化反应的步骤，包括二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化钙、三氧化二铁、三氧化硫等物质。成功的运用化学脱水的方法处理高含水率的压滤渣，替代传统的加热烘干技术,处理成本降低60～70％,操作简便安全无污染,在国內尚未见先例，具有推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸铝废渣再生利用方法及其产物
本专利技术涉及环境保护技术中的工业废渣治理领域，特别是一种硫酸铝废渣再生利用方法及其产物。
技术介绍
随着工业生产的发展，工业废弃物量日益增加，尤其是冶金、化工、釆矿、火力发电等行业排放量最大，工业固体废弃物是指在工业生产活动中产生并排入环境的固体废物，如各种废渣、粉尘及其他废物。分为一般工业废物和有害危险工业废物(简称危废)，危废加工处理国家有严格许可制度，必须要有专业资质，而一般工业废物则鼓励企业可自行寻找合适的处置方式，从目前国内外实际情况来看，对一般工业固废的综合利用，最直接、最成熟的技术就是生产建筑材料如水泥、墙材、地材、水工建材等。讫今为止，便于利用的工业废料已得到充分利用，如火力发电厂排放的粉煤灰、炉渣，釆矿矿渣等，由原来的无人问津到现在的供不应求，并形成垄断争抢局面。而另一方面一些较难处理或处理成本较高的废渣，例如，化工行业各种压滤渣则无人问津，既便花钱委托处理亦找不到受托方。由于化工废渣对生态环境都可能造成一定程度污染，实在无法处理的废渣,只能寻找找偏远空地经许可予以填埋处置，不仅增加环保压力也浪费了大量可再利用的资源，也大大增加了企业的生产成本。事实上大部份压滤渣化学成份主要是硅、钙、铝、镁类氧化物，而这类氧化物又是基础建筑材料如水泥、混凝土制品的主要成份，如加工处理得当，是可以偱环利用的再生资源。压滤渣之所以难处理,其主要原因就是含水量高，呈淤泥状。破碎、筛分、碾压等常规处理技术都不适用。只有想法除去多余的水份,使结块成团淤泥状变成松散干物料，才具有可加工操作性。硫酸铝废渣是用硫酸处理铝土矿制备硫酸铝(俗称明矾,是一种净水剂)在其压滤工艺产生的一种滤渣，该滤渣含水率高达20%～30%。且接结成团呈淤泥状，这种渣主要成份为SiO、AIO、CaO等活性物。若加干处理得当,可作为水泥生产添加料,能够提升水泥强度。而在水泥生产工艺中需在球磨机中将熟料及添加料一起混合磨细,要求物料含水率不宜超过10%，显然这种含水率高的滤渣是无法满足生产工艺要求，必须想法除去物料中的多余水份。传统的处理方法是加热烘干，在烘干机內，湿物料由入料口进入,经四个阶段加热烘干得干料。以传统加热烘干工法，投资大、成本高,这不符合通用建材需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种操作简便，加工效率高，成本低的硫酸铝废渣再生利用方法。本专利技术的技术方案是：一种硫酸铝废渣再生利用方法，其特征包括如下步骤：1、进场：将未经预加工的硫酸铝废渣运入配料场；2、配料：将根据预先检测的石灰渣中的Ca0含量计算加入硫酸铝废渣中的石灰渣用量，根据计算结果，向硫酸铝废渣加入石灰渣，计算方式如下：根据总质量S硫酸铝废渣的含水率A和目标含水率B，计算得出需要蒸发的水量,然后根据已知水的蒸发系数C，得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的热量K;K=S×(A-B)×C然后根据已知的单位质量的CaO遇水反应能够释放的热量M,计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的CaO的用量T：T=K÷M最后根据采用的石灰渣中CaO的百分比含量F,计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的石灰渣的用量N：N=T+T×F3、翻拌：根据物料规模选用翻拌工具，将配料场中的硫酸铝废渣和石灰渣翻拌均匀，使物料充分混合；4、陈化反应：将充分混合的硫酸铝废渣和石灰渣集中堆积成垛，待物料完全反应后既得产品，原地堆垛或转运出场。本专利技术进一步的方案是：原地堆垛或转运出场时，对物料进行二次翻拌，通过配料步骤计算的计算方法计算需要补充的石灰渣用量，再次向物料中补充石灰渣以减少含水率，或通过向物料加水增加其含水率，调节其含水率至10%～13%，因为在实际操作中发现,当拌合物料含水率低于10%以下时,在翻拌、装车及运输过程易产生扬尘而污染环境，这是因为干燥物料分子间内聚力小,粘滞性差不能形成足够的磨擦力造成的，必须有一定的含水率再能抑止扬尘，但在后续的材料加工过程中，含水率太高又可能产生加工难度增大或者产品合格率降低的问题。一种根据上述方法得到的产物，其特征是包括以下重量份的成分：二氧化硅250份～400份三氧化二铝300份～450份氢氧化钙150份～350份三氧化二铁30份～50份三氧化硫20份～35份。进一步的方案是：为了方便运输，降低运输中的扬尘同时不影响后工序的加工，所述的产物中含水率为10％～13％。进一步的方案是：为了方便后工序中的加工，所述的产物的颗粒细度≤0.163mm。进一步的方案是：为了保证后工序中的使用安全，所述的产物中氯离子含量≤0.06％。一种上述产物的应用，其特征是可以作为水泥加工时的填充料，或用于制备建筑砂浆的填充料，或用于制备发泡混凝土的填充料，或用于道路工程水稳层填充物。本专利技术的技术原理分析：硫酸铝废渣是用硫酸处理铝土矿制备硫酸铝(俗称明矾,是一种净水剂)在压滤工艺产生的一种滤渣，该滤渣含水率高达20～30%且结块成团呈淤泥状。但这种渣主要成份为SiO、AiO、CaO等活性物。若加干处理得当,可作为水泥或其他同类建材的填充料,且对提升建材强度有一定帮助，这类建材的生产过程中需在球磨机中将熟料和填充料一起混合磨细,要求物料含水率不宜过高，最好低于10%。显然这种含水率高的滤渣是无法满足工艺要求的，必须想法除去物料中的多余水份，传统的处理方法是加热烘干，但是加热烘干的工艺中需要配套锅炉、储仓等造价高昂，处理物料成本有时甚至高于售价,这明显不符合市场原则，经过比对筛选确定了化学干燥剂法，在实验室对各种干燥剂比如活性碳、蒙脫石、活性矿物、石灰等筛选后,从化学、物理、经済性方面比较,确定采用石灰作干燥剂，但是在试验生产的过程中，采用商品石灰即成品氧化钙的成本仍是高昂，为了更进一步降低处理成本，经过广泛的市场调研和实验积累，本专利技术选取采用了石灰生产过程排放的石灰渣作干燥剂。石灰渣治理含水率高的废渣作用机理：经高温煅烧的石灰化学名称氧化钙，分子式为CaO俗称生石灰,将生石灰与含水废渣混合,立即与废渣中的水发生消化反应：CaO＋H2O=Ca(OH)2反应生成物为氢氧化钙Ca(OH)2,俗称熟石灰(也是最常用的一种建筑材料如石灰砂浆)。同时，除上式基本反应外,生石灰吸收废渣中的水份生成氢氧化钙,氢氧化钙可能与废渣中的残留的硫酸铝继续发生取代反应生成硫酸钙、氢氧化铝,氢氧化铝再继续与氢氧化钙发生反应生成偏铝酸钙(俗称铝土矿)如下式：氢氧化钙少量：3Ca(OH)2+Al2(SO4)3=3CaSO4+2Al(OH)3↓氢氧化钙过量：2Al(OH)3+Ca(OH)2=Ca(AlO2)2+4H2O在化学反应中产生的这些物质,都可以用作建筑材料的填充料甚至主料。本专利技术的技术方案与现有技术相比，成功的运用化学脱水的方法处理高含水率的压滤渣，替代传统的加热烘干技术,处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸铝废渣再生利用方法，其特征包括如下步骤：/n（1）、进场：将未经预加工的硫酸铝废渣运入配料场；/n（2）、配料：将根据预先检测的石灰渣中的Ca0含量计算加入硫酸铝废渣中的石灰渣用量，根据计算结果，向硫酸铝废渣加入石灰渣，计算方式如下：/n根据总质量S硫酸铝废渣的含水率A和目标含水率B，计算得出需要蒸发的水量,然后根据已知水的蒸发系数C，得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的热量K;/nK=S×(A-B)×C/n然后根据已知的单位质量的CaO遇水反应能够释放的热量M,计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的CaO的用量T：/nT=K÷M/n最后根据采用的石灰渣中CaO的百分比含量F, 计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的石灰渣的用量N：/nN=T+T×F/n（3）、翻拌：根据物料规模选用翻拌工具，将配料场中的硫酸铝废渣和石灰渣翻拌均匀，使物料充分混合；/n（4）、陈化反应：将充分混合的硫酸铝废渣和石灰渣集中堆积成垛，待物料完全反应后既得产品，原地堆垛或转运出场。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫酸铝废渣再生利用方法，其特征包括如下步骤：
（1）、进场：将未经预加工的硫酸铝废渣运入配料场；
（2）、配料：将根据预先检测的石灰渣中的Ca0含量计算加入硫酸铝废渣中的石灰渣用量，根据计算结果，向硫酸铝废渣加入石灰渣，计算方式如下：
根据总质量S硫酸铝废渣的含水率A和目标含水率B，计算得出需要蒸发的水量,然后根据已知水的蒸发系数C，得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的热量K;
K=S×(A-B)×C
然后根据已知的单位质量的CaO遇水反应能够释放的热量M,计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的CaO的用量T：
T=K÷M
最后根据采用的石灰渣中CaO的百分比含量F,计算得出要将硫酸铝废渣含水量降至目标含水量所需的石灰渣的用量N：
N=T+T×F
（3）、翻拌：根据物料规模选用翻拌工具，将配料场中的硫酸铝废渣和石灰渣翻拌均匀，使物料充分混合；
（4）、陈化反应：将充分混合的硫酸铝废渣和石灰渣集中堆积成垛，待物料完全反应后既得产品，原地堆垛或转运出场。


2.如权利要求1所述的一种硫酸铝废渣再生利用方法，其特征包括在原地堆垛或转运出场时，对物料进行二次翻拌，通过配料步骤计算的计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹诗东，
申请(专利权)人：尹诗东，郑成福，衡阳市龙都新型节能建材有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43