一种基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺

本发明涉及赤泥处理，尤其涉及一种基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺。

背景技术：

1、赤泥的高碱性是制约其资源化利用的主要瓶颈，其中结合态碱以钙霞石、霞石、方钠石等矿物相形式存在，占总碱含量的60%以上，因其嵌入硅铝酸盐晶格，难以通过常规方法脱除。现有化学脱碱工艺多采用强酸中和或单一有机溶剂萃取。强酸虽可快速中和游离态碱，但对结合态碱脱除效果有限，且强酸腐蚀性强，易破坏赤泥颗粒结构，导致硅铝组分流失并产生大量高盐废水。单一有机溶剂萃取虽能脱除部分结合态碱，但溶剂成本高、易挥发、难回收，存在环境污染问题。采用高温活化辅助脱碱虽可破坏矿物晶格，但能耗较高且易导致赤泥颗粒团聚板结。现有工艺多将赤泥脱碱与固废处理割裂，未充分利用工业固废的自身资源属性，处理过程产生的废液废渣难以循环利用，整体流程繁琐、成本较高，难以实现结合态碱的深度脱除与绿色低碳处理的统一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，解决了现有赤泥脱碱工艺中结合态碱脱除不彻底、能耗高、二次污染严重且难以实现固废资源化协同利用的问题。

2、本发明提供了一种基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，包括如下步骤：

3、将赤泥粉末与固废衍生溶剂混合，进行萃取脱碱，得到初步脱碱赤泥浆料；

4、将初步脱碱赤泥浆料与活化剂混合，进行活化反应，分离得到深度脱碱赤泥；

5、其中，所述固废衍生溶剂的制备方法如下：将粉煤灰、废石膏、木质素复配后，经焙烧活化得到活化固废基料；将活化固废基料与水、助溶剂和络合剂混合，萃取后分离得到第一溶剂，向第一溶剂中加入硅烷偶联剂，搅拌得到固废衍生溶剂；

6、所述活化剂包括粉煤灰基活化剂和碳酸氢铵。

7、优选的，赤泥粉末与固废衍生溶剂的质量比为1 : (2~4)；所述萃取脱碱的温度为30~50℃，萃取脱碱的时间为40~60min。

8、优选的，所述粉煤灰、废石膏和木质素的质量比为1 : (0.8~1.2) : (0.3~0.7)。

9、优选的，所述焙烧活化的温度为450~550℃，时间为1.0~2.0h。

10、优选的，所述助溶剂包括甘油和聚乙二醇，助溶剂的添加量为活化固废基料总质量的8~12%。

11、优选的，所述络合剂包括乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸，络合剂的添加量为活化固废基料总质量的4~8%。

12、优选的，所述粉煤灰基活化剂与碳酸氢铵的质量比为(2~5) : 1；所述粉煤灰基活化剂由粉煤灰经400~500℃焙烧活化后粉碎制得。

13、优选的，所述硅烷偶联剂的添加量为所述固废衍生溶剂质量的2~4%。

14、优选的，所述活化剂的添加量为赤泥粉末总质量的5~10%。

15、优选的，所述活化反应在120~180℃、0.1~0.3mpa条件下进行，活化时间为30~50min。

16、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

17、本发明以粉煤灰、废石膏、木质素三种工业固废为原料制备固废衍生溶剂，实现了固废资源化利用与赤泥脱碱的协同，避免了传统工艺中采用化工试剂带来的高成本与二次污染问题；通过将萃取脱碱与活化反应分步耦合，先利用固废衍生溶剂萃取脱除游离态碱及初步络合结合态碱，再利用包含粉煤灰基活化剂和碳酸氢铵的活化剂深度破坏残余结合态碱的矿物晶格，无需高温煅烧即可实现游离态碱与结合态碱的同步深度脱除，总脱碱率显著提升，可达90%以上；处理后赤泥ph降至6.5~8.0；整个工艺避免了强酸的腐蚀性破坏和有机溶剂的挥发污染，有效保留了赤泥的颗粒结构与硅铝组分，降低了能耗与处理成本。

1.一种基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，赤泥粉末与固废衍生溶剂的质量比为1 : (2~4)；所述萃取脱碱的温度为30~50℃，萃取脱碱的时间为40~60min。

3.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述粉煤灰、废石膏和木质素的质量比为1 : (0.8~1.2) : (0.3~0.7)。

4.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述焙烧活化的温度为450~550℃，时间为1.0~2.0h。

5.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述助溶剂包括甘油和聚乙二醇，助溶剂的添加量为活化固废基料总质量的8~12%。

6.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述络合剂包括乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸，络合剂的添加量为活化固废基料总质量的4~8%。

7.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述粉煤灰基活化剂与碳酸氢铵的质量比为(2~5) : 1；所述粉煤灰基活化剂由粉煤灰经400~500℃焙烧活化后粉碎制得。

8.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述硅烷偶联剂的添加量为所述固废衍生溶剂质量的2~4%。

9.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述活化剂的添加量为赤泥粉末总质量的5~10%。

10.如权利要求1所述的基于固废衍生溶剂与低温活化耦合的赤泥深度脱碱工艺，其特征在于，所述活化反应在120~180℃、0.1~0.3mpa条件下进行，活化时间为30~50min。