晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法技术

本申请提供了一种晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法；所述方法采用掺杂剂对赤泥类固废进行改性，提高矿化反应活性及固碳性能，进一步优化工艺设计，保证产品的强度性能和工艺效率；改性后的赤泥作为矿化原料实现了二氧化碳减排以及赤泥固废高值高效资源化利用，为制铝行业等工业行业提供一种行之有效的资源化途径。行之有效的资源化途径。

【技术实现步骤摘要】
晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法


[0001]本专利技术涉及固废处理及利用领域，尤其涉及晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法。

技术介绍

[0002]赤泥是制铝工业生产氧化铝时排放出的污染强碱性固体废物，跟据不同的生产工艺划分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥等。按现有工艺和铝土矿组成，每生产1t 氧化铝，将产生1.0~2.5t 赤泥；赤泥呈现碱性且其中含有较多的重金属元素，用于建材或路基材料时存在环保与安全隐患；其回收利用效率低成本高，生产建材以及道路应用掺量低等问题，无法实现大量赤泥的资源化利用。
[0003]炼铝、电力、化工等各类行业，在其生产过程中，均会生成大量含二氧化碳的尾气。赤泥中含有一定量的硅铝质固废，尤其烧结法、联合法赤泥中含有一定量的钙质固废，其可作为矿化原料进行矿化资源化利用；中国专利CN113896466A公开了一种基于碳酸化反应的赤泥固结方法及获得的碳化制品，技术中基于碳酸化反应将赤泥固定在内部，抑制碱及重金属的溶出，后期同步实现碱中和与碳化反应，但是此方法中赤泥的矿化活性不高，固碳率低，矿化反应成品力学强度低。中国专利CN107129243A公开了一种基于微生物加速矿化制备赤泥建材制品的方法，以赤泥、粉煤灰和石灰、水、砂和碳酸酶杆菌菌粉混合、养护后得到建材制品，但是该方法只利用了赤泥，未涉及到对其他废固、废气的综合利用，并且所述建材的强度仍有提升空间。因此，急需解决赤泥类固废在资源化利用过程中的固废原料品质较差、掺量低、矿化效率低、矿化产品强度不高等问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法；所述方法采用掺杂剂对赤泥类固废进行改性，提高矿化反应活性及固碳性能，进一步优化工艺设计，保证产品的强度性能和工艺效率。
[0005]进一步地，所述方法包括：采用掺杂剂对赤泥类固废进行改性，所述赤泥类固废中含有钙质和硅质成分。
[0006]进一步地，所述掺杂剂的有效物质为活性离子和/或其单质。
[0007]进一步地，所述掺杂剂中活性离子选自半径为0.3
‑
0.55埃的活性离子和/或半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子中的一种或多种的组合。
[0008]进一步地，所述半径为0.3
‑
0.55埃的活性离子为P
5+
、S
4+
、V
5+
、Cr
4+
、Cr
5+
、Cr
6+
、Mn
4+
、Mn
5+
、Co
4+
、Ni
4+
、Al
3+
、Fe
3+
中的至少一种。
[0009]进一步地，所述半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子为F
‑
、Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Ti
2+
、Ti
3+
、V
2+
、Cr
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
、Zr
4+
、Y
3+
、Mo
3+
、Mo
4+
、Mo
5+
、Sn
2+
中的至少一种。
[0010]优选地，所述半径为0.3
‑
0.55埃的活性离子为P
5+
、V
5+
、Cr
4+
、Cr
5+
、Mn
4+
、Co
4+
、Ni
4+
、Al
3+
、Fe
3+
中的一种或多种的组合。
[0011]进一步优选地，所述半径为0.3
‑
0.55埃的活性离子为P
5+
、V
5+
、Al
3+
、Fe
3+
中的一种或多种的组合。
[0012]优选地，所述掺杂剂中活性离子选自半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子中的一种或多种的组合。
[0013]更优选地，所述半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子为Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Ti
2+
、Ti
3+
、V
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
中的一种或多种的组合。
[0014]进一步优选地，所述半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子为Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
中的一种或多种的组合。
[0015]在一些实施方式中，所述掺杂剂中活性离子为Cu
2+
、Zn
2+
、Na
+
、Mg
2+
、Fe
3+
中的任意一种或几种的组合。
[0016]进一步地，所述活性离子的来源包括但不限于其碳酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、C2
‑
C10的有机羧酸盐、C2
‑
C20的有机磺酸盐、氯化物、硝酸盐、硼酸盐、氧化物、氢氧化物中的任意一种或多种的组合。
[0017]进一步地，所述方法具体为：S1、将赤泥、添加剂及焦炭混合熔炼，分离出铁进行回收，剩余高温赤泥；S2、向高温赤泥中加入掺杂剂改性，得高温改性赤泥；S3、对高温改性赤泥降温、破碎，向其中添加固废和水混合搅拌，得混合料；S4、混合料成型、矿化。
[0018]进一步地，所述赤泥来源于烧结法赤泥、拜耳法赤泥、联合法赤泥中的一种或多种。
[0019]进一步地，所述添加剂的有效成分为钙元素，所述添加剂为包括但不限于氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、硅酸钙、过氧化钙、硝酸钙、磷酸钙、有机物的钙盐中的至少一种。
[0020]在一些实施方式中，所述添加剂为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或多种。
[0021]进一步地，所述S1中，赤泥、添加剂及焦炭的质量比为（50
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体改性耦合矿化技术的赤泥类固废资源化利用的方法，其特征在于，所述方法包括：采用掺杂剂对赤泥类固废进行改性；掺杂剂的有效物质为活性离子；所述活性离子选自半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子中的一种或多种的组合，所述半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子为Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Ti
2+
、Ti
3+
、V
2+
、Mn
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
中的一种或多种的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半径为0.6
‑
1.4埃的活性离子为Na
+
、K
+
、Mg
2+
、Fe
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Cu
+
、Cu
2+
、Zn
2+
中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掺杂剂中活性离子为Cu
2+...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正武，郦怡，成铭钊，朱伟豪，李晨，
申请(专利权)人：江苏集萃功能材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：