專利名稱：燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，屬于氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景赤泥是鋁土礦經(jīng)各種物理和化學(xué)處理、制取氧化鋁后所剩余的紅褐色粉泥狀、高含水量、 強堿性的固體廢料，氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)大多采用筑壩堆存的方式處理赤泥，堆存方法有濕法、 半干法、干法等多種。根據(jù)氧化鋁的生產(chǎn)方法不同，赤泥一般分為燒結(jié)法赤泥和拜爾法赤泥， 其產(chǎn)出量因礦石品位、生產(chǎn)方法、技術(shù)水平而異，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸氧化鋁 產(chǎn)出1. 0 1. 8噸赤泥。國內(nèi)的氧化鋁生產(chǎn)方法主要有聯(lián)合法(燒結(jié)法和拜爾法并聯(lián)或串聯(lián))、 燒結(jié)法和拜爾法，其中，燒結(jié)法又稱為堿石灰燒結(jié)法，需添加大量的石灰進行配料，利用國 內(nèi)礦石(主要為一水硬鋁石型)的高溫拜爾法也需添加一定量的石灰進行溶出，而利用國外 礦石(主要為三水鋁石型)的低溫拜爾法在溶出時不需要添加石灰。赤泥的組成如下拜爾法末次赤泥重量組成Si02 18-25%、 Fe203 28-35%、 A1203 1 8-25%、 Na20 8_12%和Ca0 2-4%;燒結(jié)法末次赤泥重量組成Si02 1 5-20%、Fe203 12-15%、A1203 6-9%、Na20 2-3M和CaO 35-45%。燒結(jié)法赤泥中氧化鈣和二氧化硅含量較高，氧化鈣一般在40%左右，礦物組成中以e—硅酸二弼為主，具有某些水泥的凝結(jié)成份與凝結(jié)性能，且后期強度高，易于堆積筑壩，國內(nèi)氧 化鋁企業(yè)產(chǎn)出的燒結(jié)法赤泥采用濕法露天筑壩堆存的方式處理。該方法簡單易行，經(jīng)過長期 實踐證明其操作、技術(shù)條件非常成熟，最高壩體可筑到70米以上，本申請單位排放燒結(jié)法赤 泥的第一赤泥堆場在近50年的堆存期間， 一直能保持安全穩(wěn)定運行，且目前堆場赤泥壩狀態(tài) 良好。拜爾法赤泥含有較高的氧化鐵和氧化鋁，礦物組成以針鐵礦、赤鐵礦、水化石榴石(高 溫拜爾法赤泥)為主，由于不含e—硅酸二鈣，其膠凝性較差，利用國內(nèi)礦石的高溫拜爾法 由于在溶出時添加石灰，赤泥中氧化鈣含量在20%左右，相對較高，大多可采用半干法或干法 露天筑壩堆存的方式處理，但筑壩赤泥松散、不固結(jié)、易滑坡，壩體筑高難度很大；利用國 外礦石的低溫拜爾法由于溶出時不加石灰，赤泥中氧化鈣含量極低，只有3%左右，赤泥的粘 聚力和滲透系數(shù)都遠低于高溫拜爾法赤泥，致使堆存后強度太低，加之赤泥脫水性能差，根 本無法進行筑壩，有燒結(jié)法工藝的企業(yè)采取將赤泥泵送到燒結(jié)法流程進行配料的方法處理。 隨著利用國外礦石的低溫拜爾法氧化鋁產(chǎn)量不斷提高，燒結(jié)法生產(chǎn)線若繼續(xù)消化越來越多的 拜爾法赤泥，已變得不再經(jīng)濟，或者有的氧化鋁企業(yè)根本沒有燒結(jié)法流程，拜爾法赤泥只能 走堆存的道路。由于該拜爾法赤泥難以筑壩，必需使用別的材料先在堆場周圍筑起壩來再堆 放拜爾法赤泥， 一種筑壩方法是采用燒結(jié)法赤泥濕法筑壩，另一種筑壩方法是直接筑土石方 壩，筑壩成本較高，因此，拜爾法赤泥的堆放問題一直是困擾氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)的難題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，將筑壩和堆存物料 合二為一，簡化筑壩堆存工藝，尤其提高拜爾法赤泥處理效率，降低筑壩成本，節(jié)省土石方 資源。本發(fā)明所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒 結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例0. 43—2. 33 : 1混合使用。將液固比為1.5-2.5的燒結(jié)法赤泥洗滌系統(tǒng)末次底流泵送到赤泥過濾機進行液固分離， 過濾機濾液返回?zé)Y(jié)法流程洗滌赤泥，過濾機濾餅通過溜槽進入赤泥混合槽，同時將液固比 為1.5-2.0的進口三水鋁石礦拜爾法赤泥洗滌系統(tǒng)末次底流泵送到赤泥混合槽，兩種赤泥混 合均勻后再泵送到赤泥堆場布料，經(jīng)排滲棱體脫水后的堆場回水返回拜爾法流程洗滌赤泥， 淤壩的混合赤泥形成干灘并具備筑壩條件后，再完成混合赤泥筑壩和堆存作業(yè)。為了改善排滲性能，在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，直徑在1.5—3米，用磚壘筑圍 堰柱體，圍堰柱體內(nèi)設(shè)有立管，立管的下端與排滲管相接并連通排滲溝，立管和排滲管管壁 上設(shè)有滲水孔，圍堰柱體的磚縫及圍堰柱體與立管構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂。將圍堰柱體由磚搭接鏤空壘筑，排滲性能更佳。細砂的粒徑控制為0. 07—0. 9mm適宜。立管和排滲管優(yōu)選小195—219mm的鋼管，立管和排滲管的滲水孔，孔徑為5-15mm適宜， 滲水孔上包裹有紗網(wǎng)，防止細砂堵塞滲水孔。延伸出壩體外的外段排滲管上沒有必要設(shè)滲水 孔。立管可設(shè)計成多段，由法蘭連接，邊施工邊加高，靈活方便。本發(fā)明圍堰式排滲柱體將排水變溢流為滲流，并通過調(diào)整圍堰內(nèi)細砂的粒度保證質(zhì)量。 此外，立管上口可以做為汛期的泄洪通道，減少了庫區(qū)防汛設(shè)施的巨額投資，起到雙層功效。 在邊筑壩邊堆存的過程中，堆場中也可以設(shè)置圍堰式排滲柱體，但是間隔距離可稍長一些， 筑壩中，排滲柱體的間隔距離在15—30米，而在堆場中，排滲柱體的間隔距離可達40多米。本發(fā)明將燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩，堆場拜爾法赤泥脫水，除依靠燒結(jié)法赤泥
加快滲透外，還依靠燒結(jié)法赤泥水化提高內(nèi)在強度，合適摻配重量比例的燒結(jié)法拜爾法赤泥 混合筑壩強度達到了純燒結(jié)法赤泥筑壩的強度，可大幅度提高堆場赤泥堆存高度，從而提高 堆場利用率。燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合，實現(xiàn)筑壩與堆存為同一種物料，可將兩種工藝 合二為一，簡化了赤泥筑壩堆存工藝，混合赤泥筑壩方式與現(xiàn)有成熟的燒結(jié)法濕法露天筑壩 堆存方式相同，便于生產(chǎn)現(xiàn)場管理與應(yīng)用。與筑土石方壩的低溫拜爾法赤泥堆場相比，相同 堆存面積可堆放更多的拜爾法赤泥，尤其提高了拜爾法赤泥處理效率，并能降低筑壩成本， 節(jié)省寶貴的土石方資源。


圖l、本發(fā)明中圍堰式排滲柱體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、連接法蘭2、立管3、壘筑鏤空4、排滲管5、排滲柱體6、細砂 7、滲水孔。
具體實施方式
結(jié)合上述實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明。 實施例l在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑成有壘筑鏤空3的圍堰柱體5，圍堰柱體5 內(nèi)設(shè)有4)200mm鋼管立管2，立管2設(shè)計成多段，由連接法蘭1連接，邊施工邊連接加高，立 管2的下端連通排滲管4，立管2的管壁上設(shè)有滲水孔7，孔徑為10mm，滲水孔7外包裹有 紗網(wǎng)，圍堰柱體5的磚縫及圍堰柱體5與立管2構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂6，細砂的粒徑控制 為0. 5mm。將進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例為0.43 : 1混合后筑 壩，28天混合赤泥抗壓強度為0. 77 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為0. 99 MPa， 60天混 合赤泥抗壓強度為1.47 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為1. 16 MPa。 實施例2在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑成有壘筑鏤空3的圍堰柱體5，圍堰柱體5 內(nèi)設(shè)有4)210ram鋼管立管2，立管2設(shè)計成多段，由連接法蘭1連接，邊施工邊連接加高，立 管2的下端連通排滲管4，立管2的管壁上設(shè)有滲水孔7,孔徑為12 mm，滲水孔7外包裹有 紗網(wǎng)，圍堰柱體5的磚縫及圍堰柱體5與立管2構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂6，細砂的粒徑控制 為0. 08mm。將進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例為1 : l混合后筑壩， 28天混合赤泥抗壓強度為0. 85 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為0. 99 MPa， 60天混合赤
泥抗壓強度為1. 12 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為1. 16 MPa。 實施例3在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑成有壘筑鏤空3的圍堰柱體5，圍堰柱體5 內(nèi)設(shè)有4)198mm鋼管立管2，立管2設(shè)計成多段，由連接法蘭1連接，邊施工邊連接加高，立 管2的下端連通排滲管4，立管2的管壁上設(shè)有滲水孔7，孔徑為8mm，滲水孔7外包裹有紗 網(wǎng)，圍堰柱體5的磚縫及圍堰柱體5與立管2構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂6，細砂的粒徑控制為 0. 2mm。將進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例為2.33 : 1混合后筑 壩，28天混合赤泥抗壓強度為0. 82 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為0. 99 MPa， 60天混 合赤泥抗壓強度為0. 94 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為1. 16 MPa。 實施例4在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑成有壘筑鏤空3的圍堰柱體5，圍堰柱體5 內(nèi)設(shè)有cl)205mm鋼管立管2，立管2設(shè)計成多段，由連接法蘭1連接，邊施工邊連接加高，立 管2的下端連通排滲管4，立管2的管壁上設(shè)有滲水孔7，孔徑為llmm，滲水孔7外包裹有 紗網(wǎng)，圍堰柱體5的磚縫及圍堰柱體5與立管2構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂6，細砂的粒徑控制 為0. 9mm。將進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例為0.8 : 1混合后筑 壩，28天混合赤泥抗壓強度為0.75 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為0.99 MPa， 60天混 合赤泥抗壓強度為1.47 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為1. 16 MPa。 實施例5在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑成有壘筑鏤空3的圍堰柱體5，圍堰柱體5 內(nèi)設(shè)有d)215mm鋼管立管2，立管2設(shè)計成多段，由連接法蘭l連接，邊施工邊連接加高，立 管2的下端連通排滲管4，立管2的管壁上設(shè)有滲水孔7,孔徑為15mm，滲水孔7外包裹有 紗網(wǎng)，圍堰柱體5的磚縫及圍堰柱體5與立管2構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂6，細砂的粒徑控制 為0. 6腿。將進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例為1.8:1混合后筑壩，28天混合赤泥抗壓強度為0.86 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為0. 99 MPa， 60天混 合赤泥抗壓強度為1. 11 MPa，同期純燒結(jié)法赤泥抗壓強度為1. 16 MPa。
權(quán)利要求
1、一種燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例0.43-2.33∶1混合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于在筑壩中 設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑圍堰柱體，圍堰柱體內(nèi)設(shè)有立管，立管的下端與排滲管 相接并連通排滲溝，立管和排滲管管壁上設(shè)有滲水孔，圍堰柱體的磚縫及圍堰柱體與立管構(gòu) 成的空腔內(nèi)填充有細砂。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于圍堰柱體 由磚搭接鏤空壘筑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于細砂 的粒徑為0. 07—0. 9mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于立管和排 滲管的滲水孔上包裹有紗網(wǎng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，其特征在于立管有多 段，由法蘭連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合筑壩方法，屬于氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，進口三水鋁石礦拜爾法赤泥和燒結(jié)法赤泥按干赤泥摻配重量比例0.43-2.33∶1混合，在筑壩中設(shè)置細沙圍堰式排滲柱體，用磚壘筑圍堰柱體，圍堰柱體內(nèi)設(shè)有立管，立管的下端與排滲管相接并連通排滲溝，立管和排滲管管壁上設(shè)有滲水孔，圍堰柱體的磚縫及圍堰柱體與立管構(gòu)成的空腔內(nèi)填充有細砂。將燒結(jié)法赤泥、拜爾法赤泥混合，實現(xiàn)筑壩與堆存為同一種物料，可將兩種工藝合二為一，簡化了赤泥筑壩堆存工藝，混合赤泥筑壩方式與現(xiàn)有成熟的燒結(jié)法濕法露天筑壩堆存方式相同，相同堆存面積可堆放更多的拜爾法赤泥，尤其提高了拜爾法赤泥處理效率，并能降低筑壩成本，節(jié)省寶貴的土石方資源。
文檔編號C02F11/00GK101164925SQ200710112988
公開日2008年4月23日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者毅 付, 孫明光, 軍 張, 張哲新, 明 李, 劼 王, 王平升, 賈海龍, 飛 高 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司