业废弃物。堆放之处草木不生,碱随雨水渗入地下,破坏地下水系统,强风吹过还会形成“红色风暴”。同时,赤泥中除了硅钙氧化物,还有钾、钠、铁、钛等有价值元素。如果把钾、钠等碱金属分离出来,合成碱,循环使用;把铁、钛金属分离出来,作炼钢的原料;把硅、钙氧化物制成水泥。氧化铝生产实现零排放,不仅有很高的经济效益,也有很好的社会效益,这是几代从事氧化铝工艺研究的科技人员的梦想。但因高碱的存在,这一愿望却难以实现,赤泥脱碱成为世界难题。
作为一家民办科技机构贵阳天德新技术资源研究所,将从碱性和酸性物料中分离酸性和碱性有价值元素作为主攻课题开展工作。20年来,他们从研究各种加热炉入手,不仅解剖这些加热炉的结构,分析其燃烧状况,还研究了炉子中物料的化学反应,高温下不同元素分子的运动状态。他们发现,化学性质活泼的元素,如钾、钠、磷、钛之类,用直接加热的窑炉是无法分离出来成为产品的。原因在空气助燃下,炉内进行的是“氧化还原反应”,这种在瞬间进行氧化与还原的反应是无法阻止的。
针对这一情况,该所设计了一种把氧化和还原分开的炉子,使物料还原在无氧强还原条件下进行,成功地得到了单质的钾、钠、磷、锌等元素和某些元素的化合物。验证了理论的正确,也证明了工艺的可行。
1994年,该所自建了一座自己设计的焙烧炉,焙烧磷矿粉球,得到了纯度97%以上的黄磷,磷的提取率达到99%。因炉子设计有缺陷,物料在炉内流动不畅,运行一个月即停炉。2005年,他们又投入10万元建了一座改进后的焙烧炉,炉容积1.6立方米,计划日产磷酸二氢钾肥料2—3吨,日处理磷矿粉和含钾页岩粉混合球20吨,由于资金不足,请当地农民施工,因炉子反应室筑得不够密封,空气进入通道,与磷、钾单质相遇,发生氧化反应,生成了聚偏磷酸钾,把通道堵死而停产,前后运行了60天。停工后,研究所又组织了多次炉况分析会,进行总结研究,拿出了进一步对炉子设计进行改进的方案。2009年,研究所与一家新型建材公司签订了一份公司出资金,研究所出技术的合作合同。合同要求建一条日处理赤泥60吨,碱回收99.7%以上,余渣同步生产水泥。节能要求为万元产值能耗在国家标准之下50%。总投资200万元(不含流动资金),年产值1000万元。由于该工艺理论早已证明是正确的,焙烧炉设计也已经成熟,施工队伍是由专业筑炉工人和技术人员组成的,施工质量可以保证,加上用材质优,施工要求严格,目前以焙烧炉为核心的生产线已经基本完工,点火烘炉在即。
(中国有色金属报王诲)