【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废处理，具体涉及一种含硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣的处理方法。
技术介绍
1、由化石能源产生排放的二氧化碳气体所引发的全球气候变暖问题已成为全球关注的焦点，而二氧化碳又是潜在碳资源，故需将其有效利用、变废为宝。二氧化碳捕集和封存技术(ccs)是当今学术界的研究热点，旨在通过捕集和封存工业和能源产业产生的二氧化碳，以减少温室气体排放。其中碳捕集是ccs技术的第一步，其研究重心在于开发高效、经济的捕集方法。传统的碳捕集多采用碱溶液(包括氨水)作为吸收剂，当前研究较多的是醇胺溶液、多孔固体吸附剂材料。但ccs技术必须同时考虑技术因素和经济因素，因此开展新型低成本二氧化碳捕集和封存技术具有重要的研究意义和应用前景。
2、另一方面，主要含有硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣是工业生产处理中的一种固废渣，例如，用石灰中和处理稀土冶炼过程中产生的硫酸镁废水工艺，是以硫酸钙为主要成分的固体废弃物，还包含镁、稀土等有价元素。目前一直没有有效处理或回收利用这类固废渣的方法，目前仅做堆存处理，既占用了土地资源，又造成有价元素浪费，还增加了环保压力。如果能够将该类固废渣中含有的硫酸钙、镁以及稀土等有价元素回收循环利用，既能节约资源，又能解决环保问题。
技术实现思路
1、针对上述技术现状，本专利技术旨在处理含硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣，主要分离其中的镁元素，并且使其中的硫酸钙变废为宝。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术人采用碳化法综合回收含硫酸钙、镁
3、本专利技术提供的技术方案是：一种含硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣的处理方法，包括如下步骤：
4、(1)将所述固废渣和水混合打浆；
5、(2)在步骤(1)所得浆料中通入二氧化碳气体进行碳化反应；
6、(3)步骤(2)中碳化反应完成后的料液进行固固分离，得到上浆料与和下浆料；
7、所述上浆料进行固液分离，所得上滤渣主要为碳酸钙，所得上滤液为含镁碳化液；
8、所述下浆料进行固液分离，所得下滤渣主要为硫酸钙，所得下滤液为含镁碳化液。
9、作为优选，所述步骤(3)中的上滤液与下滤液合并后进行热解反应，再固液分离，得到碱式碳酸镁固体；作为进一步优选，所得热解液返回步骤(1)的打浆工序。
10、作为优选，所述热解反应的温度为50℃-90℃。
11、所述热解反应可以是常压条件下进行热解，也可以是减压条件下进行热解，为了降低运行成本和设备要求，优选减压条件下进行热解。
12、所述步骤(1)中，所述固废渣和水混合打浆的质量比为1:1-1:20。作为进一步优选，所述固废渣打浆前先破碎过筛，优选固废渣粒度在-100目以下。
13、所述步骤(2)中，对二氧化碳纯度的要求不高，优选二氧化碳质量含量高于20％。
14、所述步骤(2)中，通二氧化碳进行碳化反应的终止ph优选为6-9，进一步优选为6.5-7.5。
15、所述步骤(2)中，碳化反应的反应温度优选为0℃-40℃，进一步优选为5℃-30℃。
16、所述固固分离是针对不同密度及粒径的固体颗粒之间进行物理分离的设备，优选水力旋流器。
17、所述固液分离是固体颗粒与液相进行物理分离的设备，优选过滤器或离心机。
18、所述步骤(3)中分离得到的碳酸钙渣可直接回用于生产环节，也可烘干后再利用。若需控制碳酸钙粒径及形貌，可在所述步骤(2)中的碳化工序加入不明显影响工艺的晶型调节剂实现。
19、与步骤(1)中的所述固废渣(即未处理的固废渣)相比，所述步骤(3)中得到的上滤渣与下滤渣的白度可能会降低，究其原因是由于稀土元素中含有铈元素，在碳化反应过程中铈元素价态发生变化引起白度变化。考虑到步骤(3)得到的上滤渣与下滤渣的白度较高有利于其被再利用，例如，所述硫酸钙渣白度大于80％时可作为制备硫酸钙晶须的原料，也可做为钙肥或建材填料；所述碳酸钙渣白度较高有利于被回收利用的领域更加广阔，为此，经过专利技术人研究探索后发现，在所述步骤(2)的碳化反应中加入碳化添加剂，能够在保证碳化反应的同时避免反应产物的白度降低。所述碳化添加剂选自羟胺类化合物、联氨类化合物、二氧化硫、亚硫酸及其盐中的一种或多种。
20、所述羟胺类化合物不限，例如选用硫酸羟胺。所述联氨类化合物不限，例如选用水合肼、硫酸肼等中的一种或者两种。
21、作为优选，所述碳化添加剂的摩尔量与所述固废渣中含有的铈的摩尔量之比不小于0.5:1。
22、作为优选，所述下滤渣中加水打浆后调节ph值至酸性，可溶出其中的碳酸根离子、镁元素、稀土元素中的一种或者几种。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
24、(1)本专利技术提供的处理方法能够在环境温度下对含硫酸钙、镁、稀土固废渣进行综合回收利用，实现了工业固废的降渣量、降害化处理并高值化转化再利用；所用工艺简便易行、分离效率高；所用主要原料为工业副产物二氧化碳，廉价易得，处理成本低，易于大规模应用，同时本专利技术还是一种二氧化碳气体的有效捕集方法；
25、(2)本专利技术中镁元素从固废渣中的回收率高于80％；
26、(2)本专利技术中所用水可循环使用，整个工艺过程绿色环保；
27、(3)本专利技术提供的优选处理方法所得硫酸钙渣与碳酸钙渣的白度较高，白度能够大于80％，不影响其后续处理和使用。
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1.一种含硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣的处理方法，其特征是：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(1)中，所述固废渣和水混合打浆的质量比为1:1-1:20；
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(2)中，二氧化碳的质量含量高于20％；
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述固固分离设备选用水力旋流器；
5.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)中分离得到的碳酸钙渣直接回用于生产环节，也可烘干后再利用；
6.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)中的上滤液与下滤液合并后进行热解反应，再固液分离，得到碱式碳酸镁固体；
7.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(2)中，所述浆料中加入碳化添加剂；
8.如权利要求7所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)中的上滤渣的白度大于80％，下滤渣的白度大于80％。
9.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)中，镁回收率大于80％。
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【技术特征摘要】
1.一种含硫酸钙、镁元素以及稀土元素的固废渣的处理方法，其特征是：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(1)中，所述固废渣和水混合打浆的质量比为1:1-1:20；
3.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(2)中，二氧化碳的质量含量高于20％；
4.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述固固分离设备选用水力旋流器；
5.如权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)中分离得到的碳酸钙渣直接回用于生产环节，也可烘干后再利用；
6.如权利要求1所述的处理方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海军，姚园林，魏迪，王朝晖，高庆，刘占年，赵杨，王珂雯，陈秋林，周晓晨，文柳骅，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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