一种超声-微波协同预处理强化赤泥脱水的方法与流程

本发明涉及赤泥固废处理，尤其涉及一种超声-微波协同预处理强化赤泥脱水的方法。

背景技术：

1、赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业固废，其具有高碱性、高含水率等特点，严重制约其利用。目前赤泥脱水技术主要以机械压滤、自然晾晒、热风烘干为主，辅以化学助滤剂调质等方式，但普遍存在诸多缺陷。

2、机械压滤难以脱除赤泥中包裹的自由水、束缚水，压滤后滤饼含水率在30%以上；自然晾晒受天气影响大，且对环境污染大；热风烘干能耗高，且容易导致赤泥团聚；化学助滤剂一定程度上引入二次污染，脱水效果有限。此外，现有的赤泥脱水技术并未考虑到赤泥的强碱特性，强碱性易导致赤泥团聚，增加水分结合力，增大脱水难度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种超声-微波协同预处理强化赤泥脱水的方法。本发明通过构建“超声-微波协同+精准控温+碱性调控”的复合预处理体系，实现赤泥水分的高效脱除，同时改善赤泥颗粒特性，降低后续脱水能耗，解决现有技术的诸多局限，推动赤泥规模化资源化利用。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供了一种超声-微波协同预处理强化赤泥脱水的方法，包括以下步骤：

4、向均质赤泥浆料中加入碱性调节剂，调节ph值至8.5-10.5，搅拌；

5、将调节ph值后的赤泥浆料进行超声-微波协同处理，控制料浆温度维持在45-65℃；

6、向超声-微波协同处理后的赤泥浆料中加入复合助滤剂，搅拌，压滤，得到赤泥滤饼；

7、将赤泥滤饼烘干，得到脱水赤泥。

8、进一步地，所述方法还包括预处理步骤，具体为：将赤泥浆体，搅拌均匀，得到均质赤泥浆料；所述赤泥浆体含水率60-80%。

9、进一步地，碱性调节剂为碳酸氢钠与磷酸二氢钾的复配体系；碱性调节剂添加量为赤泥干重的0.5-1.2wt%。

10、进一步地，碳酸氢钠与磷酸二氢钾的质量比为2-3:1。

11、进一步地，调节ph值至8.5-10.5，搅拌10-20 min。

12、进一步地，超声功率为180-320 w，超声频率为20-40 khz；微波功率为200-400 w，微波频率为2400-2500 mhz；超声-微波协同处理时间为8-25 min。

13、进一步地，超声-微波协同处理采用“超声间歇工作、微波连续工作”的协同模式，超声工作30-60 s，间歇10-20 s，循环进行至协同作用时间结束。

14、进一步地，复合助滤剂由聚合氯化铝、改性粉煤灰、羧甲基纤维素钠复配而成；复合助滤剂添加量为赤泥干重的1.5-3.0wt%。

15、进一步地，聚合氯化铝、改性粉煤灰、羧甲基纤维素钠三者质量比为3-5:8-12:1。

16、进一步地，改性粉煤灰为粉煤灰经800-900 ℃煅烧2-3 h后粉碎至粒径 ≤ 100目得到。

17、进一步地，加入复合助滤剂后，搅拌时间15-30 min；压滤压力为1.2-2.0 mpa，压滤时间为30-60 min。

18、进一步地，烘干操作为在80-120 ℃条件下烘干至恒重，烘干时间为2-3 h。

19、进一步地，脱水赤泥含水率 ≤ 4%。

20、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

21、本发明提供的赤泥脱水方法脱水效率高，效果显著，通过超声-微波协同预处理与碱性调控、复合助滤剂的协同作用，可快速破坏赤泥颗粒的团聚结构和水分结合形式，实现自由水、束缚水的高效脱除，最终赤泥含水率≤4%；采用“间歇超声+连续微波”的协同模式，相较于单独微波预处理，能耗降低30%以上；碱性调节剂和复合助滤剂用量少，且改性粉煤灰可采用工业固废粉煤灰制备，进一步降低原料成本；碱性调节剂采用温和复配体系，避免强酸中和产生的废水污染；复合助滤剂中改性粉煤灰为工业固废资源化利用，无有害成分引入；整个处理过程无有毒有害物质产生，赤泥脱水后可直接用于资源化利用，实现“固废处理-资源循环”的绿色发展；整个方法步骤简洁，各参数易于控制，超声-微波协同反应装置可实现连续化生产，适配现有赤泥处理生产线的改造升级，无需大规模新增设备，投入成本低，便于工业规模化推广应用。

1.一种超声-微波协同预处理强化赤泥脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括预处理步骤，具体为：将赤泥浆体搅拌均匀，得到均质赤泥浆料；所述赤泥浆体含水率60-80%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，碳酸氢钠与磷酸二氢钾的质量比为2-3:1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，超声-微波协同处理时间为8-25 min。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，超声-微波协同处理采用“超声间歇工作、微波连续工作”的协同模式，超声工作30-60 s，间歇10-20 s，循环进行至协同作用时间结束。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，复合助滤剂由聚合氯化铝、改性粉煤灰、羧甲基纤维素钠复配而成；复合助滤剂添加量为赤泥干重的1.5-3.0 wt%。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，聚合氯化铝、改性粉煤灰、羧甲基纤维素钠三者质量比为3-5:8-12:1。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，改性粉煤灰为粉煤灰经800-900 ℃煅烧2-3h后粉碎至粒径 ≤ 100目得到。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，加入复合助滤剂后，搅拌时间15-30 min；压滤压力为1.2-2.0 mpa，压滤时间为30-60 min。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，烘干操作为在80-120 ℃条件下烘干至恒重，烘干时间为2-3 h；或，脱水赤泥含水率 ≤ 4%。