[0001]
本发明涉及冶金行业中资源回收利用技术领域，具体涉及一种脱水剂及制备方法和应用、赤泥脱水的方法。
背景技术：
[0002]
赤泥是氧化铝生产过程中铝土矿经强碱浸出时所产生的残渣，每生产1吨氧化铝就有1.0-1.3吨的赤泥产生。目前大部分赤泥仍然采取陆地堆存的方法处置。赤泥堆存不仅浪费了二次资源、占用大量土地，而且破坏了赤泥堆场的周边环境，带来了严重的环境问题：由于赤泥中含有氟、大量的稀土金属及其他稀有元素，会引起地下水体的污染；赤泥的强碱特性会影响植物的生长；堆积赤泥的表层脱水风化后，粘结性变差，易引起粉尘污染等等。因此，随着氧化铝行业的发展，赤泥资源化利用对氧化铝行业的可持续发展至关重要。
[0003]
目前赤泥资源化利用的主要方向为制造建筑材料、环保功能材料、冶金材料和提取有价金属等，但赤泥在进行上述资源化利用时，对其含水量将有一定要求，例如现有技术公开了一种用赤泥生产高强度高柔性耐热矿渣棉和铁的方法，其中要求赤泥含水量为10％左右；现有技术公开了一种赤泥球团的制备方法，其中赤泥在造球前需将赤泥物料的含水量降至12％以下；现有技术公开了一种高铁高钛赤泥生产钛铁合金副产水泥熟料的方法，其中需要赤泥水分含量小于1％。然而，赤泥浆从氧化铝厂排出时液固比一般为3-4，经压滤与自然晾晒，赤泥堆场的赤泥水分一般在20％-25％左右，此时赤泥所含水分远远高于后续利用赤泥资源化利用时对其水分的要求，因此，赤泥脱水工序成为赤泥在资源化利用过程中不可或缺的环节。
[0004]
目前赤泥脱水的方法大多采用烘干机烘干、自然烘干或干燥等方式将其含水率降至目标值，现有技术公开了在赤泥中配入草酸钙并在400-700℃进行干燥处理的脱水方法，具体是利用草酸钙干燥受热分解产生的co气体来减少赤泥的粘结性，进而快速脱除赤泥表面的部分水和内部的结晶水。但该方法需要将赤泥加热到400-700℃，能源消耗较高；而直接用烘干机烘干或自然烘干耗时较长，会影响后续赤泥资源化利用的周期。
[0005]
针对上述缺陷，现有技术公开了将赤泥和生石灰粉进行搅拌混合，利用生石灰粉的中氧化钙与赤泥中的水发生反应，并同时释放大量的热，从而可以使赤泥中的水分散失以达到脱水的目的。虽然氧化钙与水反应产生了热量，但是，由于赤泥具有一定的粘度，且产生的热量有限，使得赤泥内部的水分很难从赤泥中散失，脱水效果较差。
技术实现要素：
[0006]
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的赤泥脱水的方法存在能耗高、耗时长或脱水效果较差的缺陷，从而提供一种脱水剂及制备方法和应用、赤泥脱水的方法。
[0007]
为此，本发明提供如下技术方案：
[0008]
一种脱水剂，包括如下组分：
[0009]
碳化钙、氧化钙和氧化镁；
[0010]
所述脱水剂的粒径为200目以下。
[0011]
可选地，所述碳化钙、氧化钙和氧化镁三者的质量比为1:(1-3):(1-3)。
[0012]
可选地，所述碳化钙、氧化钙和氧化镁三者的质量比为1:(1.5-2.5):(1.5-2.5)。
[0013]
本发明还提供了上述脱水剂的制备方法，将碳化钙、氧化钙和氧化镁粉碎至粒径到200目以下，然后混合均匀，即得所述脱水剂。
[0014]
本发明还提供了上述脱水剂或上述脱水剂的制备方法制得的脱水剂在赤泥脱水中的应用。
[0015]
可选地，所述赤泥为拜耳法、烧结法和联合法中的至少一种制备氧化铝的方法产生的工业废渣。
[0016]
本发明还提供了一种赤泥脱水的方法，包括如下步骤：
[0017]
将赤泥破碎至粒径到10mm以下，将筛下物与脱水剂混合后陈化，即得脱水后的赤泥；
[0018]
其中，所述脱水剂具有如上所述脱水剂的组成。
[0019]
可选地，所述赤泥与脱水剂的质量比为100:(3-10)。
[0020]
可选地，所述赤泥与脱水剂的质量比为100:(4-9)。
[0021]
可选地，所述陈化时间为8-24h。
[0022]
本发明技术方案，具有如下优点：
[0023]
1.本发明提供的脱水剂，包括如下组分：碳化钙、氧化钙和氧化镁；所述脱水剂的粒径为200目以下。当上述脱水剂用于赤泥脱水时，由于赤泥粒径细，通过控制脱水剂的粒径，可使得脱水剂与赤泥充分接触，提高脱水效果。其中，脱水剂中的碳化钙、氧化钙和氧化镁先后与赤泥中的水分反应，反应最快的是碳化钙，且碳化钙与水反应的过程中，无需额外提供热量，碳化钙与水可直接反应，随着碳化钙与水反应生成的乙炔的释放，使得具有一定粘度的赤泥变得疏松，进而增加赤泥与空气界面的接触，同时由于碳化钙、氧化钙和氧化镁是依次与水反应且反应过程放热，通过三者的配合可保证热量的持续释放，随着赤泥温度升高，其热毛细力增大，会促进赤泥与空气界面的蒸发传热，提高赤泥中水分的蒸发速率。本发明提供的脱水剂在用于赤泥脱水时，无需能耗，首先利用脱水剂中的各组分与水的化学反应脱去一小部分水；然后利用所述化学反应释放的热量以及碳化钙与水反应生成的气体乙炔使得赤泥中的大部分水分通过蒸发除去，方便快捷，且脱水效果高：通过调整脱水剂的添加量可生产出不同含水量的赤泥(6.5-15.8％)，满足赤泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求。
[0024]
2.本发明提供的脱水剂，通过限定碳化钙、氧化钙和氧化镁三者的质量比为1:(1-3):(1-3)；可进一步提高脱水剂的脱水效果。
[0025]
3.本发明提供的脱水剂的制备方法，简单、占地面积小、经济效益高、易于推广以实现规模化生产，而且节能环保；此外该方法制得的脱水剂在用于赤泥脱水时，无需能耗，首先利用脱水剂中的碳化钙、氧化钙和氧化镁依次分别与水的反应脱去一小部分水；然后利用反应持续释放的热量以及碳化钙与水反应生成的气体乙炔使得赤泥中的大部分水分通过蒸发除去，提高赤泥中水分蒸发效率，方便快捷，且脱水效果好。而且通过调整脱水剂的添加量可生产出不同含水量的赤泥(6.5-15.8％)，满足赤泥在后续的资源化利用时不同
的含水量需求。对赤泥的资源化利用具有重要意义。
[0026]
4.本发明提供的脱水剂在赤泥脱水中的应用，通过限定赤泥与脱水剂的质量比，结合陈化时间及脱水剂的特定组成，使得赤泥的脱水水率可达到74％，满足赤泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求，赤泥资源化利用范围广泛。
[0027]
5.现有的方法对赤泥堆场中的赤泥进行进一步脱水时比较困难，而且能耗较大，本发明提供的赤泥脱水的方法，通过将特定的脱水剂与破碎后的赤泥混合；使得赤泥与脱水剂混合均匀，并利于脱水剂中各组分与赤泥中的水分依次充分反应脱掉赤泥中一部分水，利用反应持续释放的热量以及碳化钙与水反应生成的气体乙炔使得赤泥中的大部分水分通过蒸发除去，方便快捷；再经过陈化步骤，可丰富水分蒸发过程中赤泥的毛细孔道，提高脱水效果。该方法使得脱水后赤泥的含水量为6.5-15.8％，满足赤泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求，赤泥资源化利用范围广泛。
[0028]
6.赤泥堆场中的赤泥中因为含有粘性矿物，因此易团块，且有一定的粘性。导致对赤泥堆场中的赤泥进行脱水变得很困难；本发明提供的赤泥脱水的方法，首先将赤泥进行破碎，使赤泥处于比较松散的状态，然后将破碎后的赤泥与脱水剂充分混合，但是此时，赤泥中的水不会很快地与脱水剂中的氧化钙和氧化镁完全，因此，通过限定陈化的时间，一方面促进脱水剂中的组分与水持续地反应，同时使赤泥保持在一定的温度，促进赤泥中水分的蒸发，进而显著提高脱水效率。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1是本发明中赤泥脱水的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0031]
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
[0032]
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0033]
实施例1
[0034]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0035]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0036]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区
(经检测，赤泥含水量为25％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为9kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化24h后，经检测，赤泥含水率降至6.5％；脱水率为74％。
[0037]
实施例2
[0038]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0039]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0040]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至15.39％；脱水率为35.88％。
[0041]
实施例3
[0042]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0043]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0044]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为6kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化24h后，经检测，赤泥含水率降至8.89％；脱水率为62.96％。
[0045]
实施例4
[0046]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0047]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比1.5:2.5：1混合均匀，即得脱水剂；
[0048]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为6kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化16h后，经检测，赤泥含水率降至13.5％。脱水率为43.75％。
[0049]
实施例5
[0050]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0051]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2.5:1.5：1混合均匀，即得脱水剂；
[0052]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然
后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为25％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为9kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化24h后，经检测，赤泥含水率降至6.53％。脱水率为73.88％。
[0053]
实施例6
[0054]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0055]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比3:3:1混合均匀，即得脱水剂；
[0056]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(烧结法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为22％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为10kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化8h后，经检测，赤泥含水率降至10.51％。脱水率为52.23％。
[0057]
实施例7
[0058]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0059]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比1:1:1混合均匀，即得脱水剂；
[0060]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(联合法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为25％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化20h后，经检测，赤泥含水率降至13.61％。脱水率为45.56％。
[0061]
实施例8
[0062]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0063]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比4:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0064]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为22％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至15％。脱水率为31.82％。
[0065]
实施例9
[0066]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0067]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:1:2混合均匀，即得脱水剂；
[0068]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为23％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至15.8％。脱水率为31.30％。
[0069]
实施例10
[0070]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0071]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0072]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化20h后，经检测，赤泥含水率降至13.3％；脱水率为44.58％。
[0073]
实施例11
[0074]
本实施例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0075]
将cao、mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo、cac2质量比2:2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0076]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为4kg；将；加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至15％；脱水率为37.5％。
[0077]
对比例1
[0078]
本对比例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0079]
将cao粉碎过200目筛后，取筛下物即得脱水剂；
[0080]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至17.5％。脱水率为27.08％。
[0081]
对比例2
[0082]
本对比例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0083]
将cao、mgo分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照cao、mgo质量比1:1混合均匀，即得脱水剂；
[0084]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为24％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至17.5％。脱水率为27.92％。
[0085]
对比例3
[0086]
本对比例提供一种赤泥脱水方法，具体步骤如下：
[0087]
将mgo、cac2分别粉碎过200目筛后，取筛下物按照mgo、cac2质量比2:1混合均匀，即得脱水剂；
[0088]
将从赤泥堆场运回的赤泥缷置在赤泥原料库(拜耳法生产氧化铝产生的赤泥)，然后将赤泥破碎后过10mm筛，筛上物(粒径不合格)的重新破碎，筛下物经传送带送至加料区(经检测，赤泥含水量为25％)，脱水剂由震动加料机输送至加料区；其中，加料区内的赤泥的质量为100kg，脱水剂的质量为3kg；将加料区内的赤泥与脱水剂一起送至螺旋混料机混合均匀，混匀后的物料经传送带送至陈化区陈化12h后，经检测，赤泥含水率降至18％。脱水率为28％。
[0089]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种脱水剂，其特征在于，包括如下组分：碳化钙、氧化钙和氧化镁；所述脱水剂的粒径为200目以下。2.权利要求1所述脱水剂，其特征在于，所述碳化钙、氧化钙和氧化镁三者的质量比为1：1-3：1-3。3.权利要求1或2所述脱水剂，其特征在于，所述碳化钙、氧化钙和氧化镁三者的质量比为1：1.5-2.5：1.5-2.5。4.权利要求1-3任一项所述的脱水剂的制备方法，其特征在于，将碳化钙、氧化钙和氧化镁粉碎至粒径到200目以下，然后混合均匀，即得所述脱水剂。5.权利要求1-3任一项所述的脱水剂或权利要求4所述的脱水剂的制备方法制得的脱水剂在赤泥脱水中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述赤泥为拜耳法、烧结法和联合法中的至少一种制备氧化铝的方法产生的工业废渣。7.一种赤泥脱水的方法，其特征在于，包括如下步骤：将赤泥破碎至粒径到10mm以下，与脱水剂混合后陈化，即得脱水后的赤泥；其中，所述脱水剂具有如权利要求1-3任一项所述脱水剂的组成。8.根据权利要求7所述的赤泥脱水的方法，其特征在于，所述赤泥与脱水剂的质量比为100:3-10。9.根据权利要求8所述的赤泥脱水的方法，其特征在于，所述赤泥与脱水剂的质量比为100:4-9。10.根据权利要求7-9任一项所述的赤泥脱水的方法，其特征在于，所述陈化时间为8-24h。
技术总结
本发明提供了一种脱水剂及制备方法和应用、赤泥脱水的方法，其中，所述脱水剂包括如下组分：碳化钙、氧化钙和氧化镁；所述脱水剂的粒径为200目以下。本发明提供的脱水剂在用于赤泥脱水时，无需能耗，首先利用脱水剂中的各组分与水的化学反应脱去一小部分水；然后利用所述化学反应释放的热量以及碳化钙与水反应生成的气体乙炔使得赤泥中的大部分水分通过蒸发除去，方便快捷，且脱水效果高：通过调整脱水剂的添加量可生产出不同含水量的赤泥，满足赤泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求。泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求。泥在后续的资源化利用时不同的含水量需求。
技术开发人、权利持有人：何绪文 顾勇 唐乾山 秦燚鹤
