钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法

摘要

本发明涉及环境保护领域，具体涉及钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法。其步骤是将拜耳法赤泥与铝酸钙或石灰和铝酸钙混合后，在苛性碱浓度100～300g/L的高浓度碱液中进行钙化脱碱转型，赤泥中的含硅相全部转化为水化石榴石的形式进入脱碱过程产生的钙化渣，钙化渣再经过碳化得到碳化渣，再经低温溶铝、沉铝等工序得到铝酸钙产品，铝酸钙返回赤泥钙化脱碱转型过程循环使用。钙化脱碱转型后的部分含碱和铝的液相可用作拜耳法生产过程的补充碱循环使用。本发明可实现赤泥中碱和铝的回收以及拜耳法赤泥的无害化处理，是一种节能环保的赤泥利用方法。

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回 收方法。

技术背景

铝是我国有色金属冶金行业中的支柱产业，截止2013年，我国原铝产能达到 1800万吨，氧化铝产能接近4000万吨，列世界首位。目前我国氧化铝80％以上是 采用拜耳法生产的，铝土矿中的含硅相在拜耳法生产氧化铝过程中会转化为水合 硅铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O)，即矿物中1公斤的氧化硅会导致赤泥中带 走1公斤的氧化铝，并造成0.608公斤的碱损失。赤泥中含碱和铝造成了两个问题： 第一，碱含量过高，导致赤泥无法用于水泥等大宗工业之中；第二，在处理低品 位铝土矿时，氧化铝损失过大，总体收率较低。

为实现赤泥的高效利用以及有价元素提取，我国铝工业者进行了大量的研发 工作，现有的赤泥利用技术一般可分为两种：一种是作为一般性工业原料整体利 用，如张开元等人发明的“大掺量粉煤灰水泥及其制备方法，申请号： 200910303512”是以煤灰、赤泥、石灰、水泥熟料、石膏和外加剂为原料，赤泥 烘干后和水泥熟料混磨；将石灰和石膏破碎；将外加剂配制成溶液；取粉煤灰、 赤泥、石灰、水泥熟料、石膏和外加剂混合均匀后，细磨即可得到大掺量粉煤灰 水泥；以及王文举等人发明的“一种铝工业工艺废渣全部转型为生态建筑材料的 工艺与方法，申请号：200710105971”利用铝工业在生产过程中所产出的固体废 物赤泥(烧结法、拜耳法)、锅炉炉渣、选矿尾矿、化灰渣、煤气发生炉渣、污泥 六种废渣自身的物质属性，通过干燥、粉碎、合理配比、加工成型(碾压、挤压) 固结或烧结工艺，转化为新型的路用材料和建筑墙体材料。

另一种是分别提取其中的有价金属元素，其中最典型的是采用烧结法处理拜 耳法赤泥，或采用酸浸的方式分别提取其中的有价金属元素。如董亚飞等发明的 “一种赤泥分离铁、铝硅渣和碱金属去除的工艺方法及设备，申请号： 201010561605”是将赤泥、煤粉、石灰、粘结剂按比例均匀混合，并压制成球， 经烘干、转底炉熔融还原、粉碎后、磁选分离出铁和铝硅渣，分离出的铁用于电 炉炼钢或铸钢等，铝硅渣用于生产高标号优质水泥或用于耐火材料的原料。

在现有的赤泥利用技术中直接利用的方式一般存在产品价格低、收益差等问 题；分别提取有价元素的方法又大多存在处理过程能耗高、设备要求高等问题。 因此目前工业化的赤泥仍多采用直接堆存的方式处理。虽然也有部分氧化铝生产 企业对赤泥进行脱碱后用于水泥等工业的应用，但直接脱碱过程仍存在两个问题： 第一，使用石灰对赤泥进行脱碱处理，仅能回收其中的氧化钠，虽然赤泥中的碱 含量可以降至水泥工业的要求，但由于产品单一，总体收益较小；第二，在低浓 度碱溶液或者清水中脱碱，赤泥脱碱后产生的低浓度碱溶液无法直接利用，需采 用蒸发的方式浓缩，能耗较高。

发明内容

为了更好的实现赤泥中有价元素的综合利用，并降低处理过程的能耗及成本。 本发明提供一种钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，即以拜耳 法赤泥为原料，经高碱浓度下钙化脱碱转型、碳化转型、低温溶铝及沉铝等工序 实现赤泥中的碱和铝的回收以及拜耳法赤泥的无害化处理。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钙化-碳化法处理拜耳法赤泥过程中碱与铝的回收方法，按以下步骤进行：

(1)钙化脱碱转型

将拜耳法赤泥与铝酸钙或石灰和铝酸钙混合，于高浓度苛性碱溶液母液中进 行钙化脱碱转型反应，反应温度为80～180℃，反应时间为10～60min，得到矿浆； 矿浆经固液分离后，固相为钙化渣，赤泥中的含硅相全部转化成水化石榴石成为 固相钙化渣的主要成分，液相为高浓度苛性碱溶液；钙化脱碱转型的主反应如下：

Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O+CaO→3CaO·Al₂O₃·xSiO₂·(6-2x)H₂O+NaOH    (1)

其中，所述的铝酸钙或石灰和铝酸钙中氧化钙与赤泥的质量比为(0.2～1.0)： 1；

所述的高浓度苛性碱溶液母液为氧化钠浓度100～300g/L的氢氧化钠溶液或氧 化钠浓度100～300g/L的铝酸钠溶液；

所述的赤泥与铝酸钙或石灰和铝酸钙的混合物与高浓度苛性碱溶液母液的液 固比为(3～10)：1mL/g；

由于赤泥中的硅铝酸钠经钙化脱碱转型反应后，其中的钠碱全部进入液相， 使得反应后的液相高浓度苛性碱溶液中的氧化钠浓度上升，因此，可取出部分该 苛性碱溶液为拜耳法以及本发明所述的低温溶铝反应补碱，同时，在钙化脱碱转 型反应中溶解于液相的氧化铝按相应比例被取出，并随取出的苛性碱溶液进入拜 耳法系统或本发明的工艺流程，未取出的苛性碱溶液可直接作为或经本发明工艺 流程产生的水稀释后作为高浓度苛性碱溶液母液在本步骤的钙化脱碱转型反应中 循环使用；

其中可取出的苛性碱溶液体积(V_补)和钙化脱碱转型反应后得到的苛性碱溶 液体积(V_总)的比例V_补/V_总与钙化脱碱转型反应前、后的苛性碱溶液的碱浓度 有关，具体的计算关系如下：

其中，V_补为可取出的碱液体积，V_总为钙化脱碱转型反应后的高浓度苛性碱 溶液总体积，m_后为钙化脱碱转型反应后高浓度苛性碱溶液碱浓度，m_前为钙化脱 碱转型反应前高浓度苛性碱溶液母液碱浓度；

所述的钙化过程使用的钙源为铝酸钙或铝酸钙和石灰的混合物，钙化产物的 结晶程度不同于单纯使用石灰钙化过程；

经钙化脱碱转型反应，所述钙化渣中的氧化钠含量降至1％以下；

(2)碳化转型

将清水与钙化渣按液固比(3～15)：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器 内通入CO₂，CO₂气体在通气；中先将其增压，使密闭容器内CO₂气体的分压达 到0.6～1.8MPa，再于80～160℃的条件下碳化转型反应10～240min，得到矿浆；矿 浆经液固分离，固相为碳化转型渣，其主要成分为硅酸钙、碳酸钙和氢氧化铝， 液相为水；

碳化转型反应的主反应为：

3CaO·Al₂O₃·xSiO₂·(6-2x)H₂O+(3-2x)CO₂→xCa₂SiO₄+(3-2x)CaCO₃+2Al(OH)₃+(3-2x)H₂O  (2)

本步骤中的碳化转型反应是以水作为转型介质的，水在该反应中循环使用；

经碳化转型反应后，钙化渣中的大部分水化石榴石转化成硅酸钙、碳酸钙以 及氢氧化铝进入碳化转型渣，同时碳化转型渣中的氧化钠含量仍在1％以下；

(3)低温溶铝

在反应温度40～100℃以及反应时间20～120min条件下，将步骤(2)中得到的 碳化转型渣与氢氧化钠浓度为50～150g/L的低温溶铝母液进行溶铝反应，提取碳化 转型渣中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化转型渣的液固比为(4～15)：1mL/g， 反应得到矿浆；矿浆经液固分离，固相为主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构 赤泥，液相为铝酸钠溶液；溶铝主反应如下：

Al(OH)₃+NaOH＝NaAl(OH)₄            (3)

可将步骤(2)钙化转型反应和步骤(3)低温溶铝反应进行1～5次；

其中，低温溶铝反应的氢氧化钠可以来着步骤(1)钙化转型溶出反应得到的 高浓度苛性碱溶液；

所述的新型结构赤泥经水洗涤后可作为水泥工业的原料，洗涤所产生的洗液 可以返回步骤(1)钙化脱碱转型反应补充由于高浓度苛性碱溶液向拜耳法以及本 步骤所述的低温溶铝反应补充碱液所造成的水损失；

(4)沉铝

将步骤(3)产生的铝酸钠溶液与含钙矿物反应，其中含钙矿物中氧化钙与溶 液中氧化铝质量比为(1.3～2.5)：1，在沉淀温度20～90℃以及沉淀时间1～60min 的反应条件下得到铝酸钙沉淀和氢氧化钠溶液；

其中，所述含钙矿物为含有氧化钙的原料，包括石灰、铝酸钙、电石渣等；

所述的铝酸钙沉淀返回步骤(1)作为钙化脱碱转型反应的钙源循环使用；所 述的氢氧化钠溶液返回步骤(3)作为低温溶铝母液循环使用。

本发明的原理为：a、将拜耳法产生的传统赤泥，与铝酸钙或铝酸钙和石灰在 高浓度苛性碱溶液母液中经钙化脱碱转型反应后，赤泥中的钠碱进入液相，得到 钙化渣和更高浓度的高浓度苛性碱溶液；因此，为了在本发明的工艺中充分利用 赤泥中的钠碱，可以从该高浓度苛性碱溶液中取出一部分苛性碱溶液给拜耳法或 本发明步骤(3)的低温溶铝反应补碱，剩余的高浓度苛性碱溶液可直接作为高浓 度苛性碱母液、或经步骤(3)洗涤新型结构赤泥的洗液稀释后作为高浓度苛性碱 母液，在步骤(1)钙化脱碱转型反应中循环使用。b、钙化渣与二氧化碳在水中 经碳化转型反应后，得到碳化转型渣和水；反应生成的水可以在该碳化转型反应 中循环使用。c、碳化转型渣与碱液进行低温溶铝反应，得到尾渣和溶出液，用于 反应的碱液来自于步骤(1)钙化脱碱转型反应后碱液的取出部分以及步骤(4) 沉铝得到的碱液；反应得到的尾渣经水洗涤外排作为水泥材料，洗涤水可返回步 骤(1)钙化脱碱转型反应补充给高浓度苛性碱溶液由于取出碱液所造成的水损失。 d、溶出液与含钙矿物反应得到铝酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，该铝酸钙返回步骤(1) 作为钙化脱碱转型反应的钙源，氢氧化钠溶液返回步骤(3)参与低温溶铝反应。 通过本发明的整个工艺流程将赤泥完全利用，即赤泥中的碱、氧化铝绝大部分被 提出利用，高浓度苛性碱母液和水在整个工艺中循环利用，最终排出的只有尾渣， 其主要成分为硅酸钙及碳酸钙，可直接用于水泥工业，且整个工艺流程耗能低。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

(1)本方法对赤泥能够全部利用，工艺过程中不产生废物，工艺中多项原料 能够循环利用。

(2)通过本方法处理的赤泥，不仅能回收其中的氧化钠，而且能回收其中的 氧化铝，总体收益较好；

(3)本方法利用高浓度碱溶液对赤泥钙化转型脱碱处理，赤泥脱碱后产生的 碱溶液浓度高，可直接利用于拜耳法以及本发明所述的低温溶铝反应补碱，无需 采用蒸发的方式浓缩，能耗很低。

(4)本发明中所述的生产方法得到的尾渣主要成分为硅酸钙及碳酸钙，可直 接用于水泥工业，实现氧化铝生产过程赤泥的无害化利用；

(5)本发明的生产方法全流程以湿法过程为主，生产能耗较低；

(6)通过本发明所述的生产方法处理赤泥，矿物中氧化铝的总体收率可达 85％～100％，溶出渣的铝硅比可降至0.4以下，且钠碱含量也可降至0.5％以下，矿 物的氧化铝提取率可较拜耳法提高15％以上，生产一吨氧化铝的矿耗可降低20％ 左右。

具体实施方式

本发明所举实施例中所采用的赤泥成分按质量百分比为：Al₂O₃-18.15％， SiO₂-17.17％，Na₂O-6.73％，Fe₂O₃-25.14％，余量为酌减水、TiO₂及其他杂质；

本发明所举实施例中按每次处理100吨(t)赤泥进行；

本发明所举实施例中添加的石灰按氧化钙含量占总质量的75％计；

本发明所举实施例中所采用的CO₂气体是石灰烧制过程产生的CO₂废气，但 本发明所述的生产过程不限于使用该类气体，任何含有CO₂的气体均可作为碳化 转型过程的原料；

本发明中所述的石灰是生石灰烧制的，但沉铝过程使用的钙化原料并非局限 于烧制的石灰，采用的原料可包括任何以氧化钙为主成分的物料。

实施例1

将拜耳法赤泥与石灰和铝酸钙混合并于氧化钠浓度300g/L的高浓度氢氧化钠 母液中进行钙化脱碱转型反应，石灰与铝酸钙作为钙源，其中铝酸钙添加量为 38.63t，石灰量添加量为83.16t，铝酸钙与石灰中含有的氧化钙总质量与赤泥的质 量比为1：1，氢氧化钠母液与赤泥、石灰和铝酸钙的混合物的液固比为3:1ml/g， 反应温度180℃，反应时间60min，赤泥转型反应后的矿浆经液固分离，赤泥中含 硅相全部转化为水化石榴石进入固相的钙化渣中，液相为含有铝酸钠的高浓度氢 氧化钠溶液，取出转型反应后的高浓度氢氧化钠溶液体积的3％溶液，返回拜耳法 过程补碱，其余高浓度氢氧化钠溶液作为母液在钙化转型反应过程循环使用，转 型反应过程中溶解于液相的氧化铝按相应比例随取出的高浓度氢氧化钠溶液进入 拜耳法系统；

将清水与钙化渣按液固比5：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入 CO₂，CO₂气体在通气过程中先将其增压，使反应容器内CO₂气体的分压达到 1.8MPa，再于120℃的条件下碳化转型反应180min，得到主要成分为硅酸钙、碳 酸钙以及氢氧化铝的碳化转型渣和清水；清水在本碳化转型反应中循环使用；

碳化渣采用氢氧化钠浓度为150g/L的低温溶铝母液在溶铝温度100℃以及溶 铝时间20min条件下提取其中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化渣的液固比为 10:1mL/g，得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥和铝酸钠溶液；

将上述碳化转型反应和低温溶铝反应重复3次；

将经3次碳化转型反应和低温溶铝反应得到的铝酸钠溶液使用石灰沉铝的方 式处理，其中石灰中氧化钙的量与溶液中氧化铝的质量比为2.5：1，并在沉淀温 度90℃以及反应时间1min的条件下得到铝酸钙沉淀38.63t和氢氧化钠溶液，铝酸 钙返回脱碱转型过程作为钙源使用；氢氧化钠溶液返回低温溶铝过程作为低温溶 铝母液。

得到的尾渣中的氧化铝与氧化硅质量比为0.45：1，氧化钠含量为0.5％。

实施例2

将拜耳法赤泥与铝酸钙混合并于氧化钠浓度100g/L的氢氧化钠母液中进行钙 化脱碱转型反应，采用铝酸钙作为钙源，其中铝酸钙添加量为83t，铝酸钙中含有 的氧化钙总质量与赤泥的质量比为0.4：1，氢氧化钠母液与赤泥和铝酸钙的混合 物的液固比为5:1ml/g，反应温度80℃，反应时间10min，反应后得到矿浆，矿浆 经固液分离，赤泥中含硅相全部转化为水化石榴石进入固相钙化渣中，液相为含 有铝酸钠的高浓度氢氧化钠溶液，取转型反应后的高浓度氢氧化钠溶液体积11.5％ 的溶液，返回拜耳法过程补碱，其余高浓度氢氧化钠溶液作为母液在钙化转型反 应过程循环使用，转型反应过程中溶解于液相的氧化铝按相应比例随取出的高浓 度氢氧化钠溶液进入拜耳法系统；

清水与钙化渣按液固比15：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入 CO₂，CO₂气体在通气过程中先将其增压，使反应容器内CO₂气体的分压达到 0.8MPa，再于160℃的条件下转型反应10min，得到主要成分为硅酸钙、碳酸钙以 及氢氧化铝的碳化转型渣和清水；清水在碳化转型反应中循环使用；

碳化转型渣采用氢氧化钠浓度为50g/L的低温溶铝母液在溶铝温度100℃以及 溶铝时间120min条件下提取其中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化渣的液固比为 4:1mL/g，反应得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥和铝酸钠溶液，新 型结构赤泥经水洗涤后可作为水泥工业的原料，洗涤后的洗液进入钙化脱碱转型 过程加入母液中补充碱溶液被取出而带来的水损失；

低温溶铝产生的液相铝酸钠溶液使用石灰沉铝的方式处理，其中石灰中氧化 钙与溶液中氧化铝的质量比为1.3：1，并在反应温度20℃以及反应时间60min的 条件下得到铝酸钙沉淀44.35t和氢氧化钠溶液，铝酸钙返回脱碱转型过程作为钙 源使用；氢氧化钠溶液返回低温溶铝过程作为低温溶铝母液。

得到的尾渣中的氧化铝与氧化硅质量比为0.36：1，氧化钠含量为0.3％。

实施例3

将拜耳法赤泥与石灰和铝酸钙混合并于氧化钠浓度240g/L的高浓度氢氧化钠 母液中进行钙化脱碱转型反应，采用石灰与铝酸钙作为钙源，其中铝酸钙添加量 为39.4t，石灰量添加量为43.3t，铝酸钙与石灰中含有的氧化钙总质量与赤泥的质 量比为0.5：1，氢氧化钠母液与赤泥、石灰和铝酸钙的混合物的液固比为7:1ml/g， 转型温度120℃，转型时间60min，转型后赤泥中含硅相全部转化为水化石榴石进 入固相钙化渣中，液相为含有铝酸钠的高浓度氢氧化钠溶液，取转型反应后的高 浓度氢氧化钠溶液总体积5％的溶液，返回拜耳法过程补碱，其余高浓度氢氧化钠 溶液在钙化转型反应过程循环使用，转型反应过程中溶解于液相的氧化铝按相应 比例随取出的高浓度氢氧化钠溶液进入拜耳法系统；

清水与钙化渣按液固比10：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入 CO₂，CO₂气体在通气过程中先将其增压，使反应容器内CO₂气体的分压达到 1.2MPa，再于80℃的条件下转型反应240min，得到主要成分为硅酸钙、碳酸钙以 及氢氧化铝的碳化转型渣和清水；清水在碳化转型反应中循环使用；

碳化转型渣采用氢氧化钠浓度为100g/L的低温溶铝母液在溶铝温度40℃以及 溶铝时间120min条件下提取其中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化渣的液固比为 15:1mL/g，反应得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥和铝酸钠溶液， 新型结构赤泥经水洗涤后可作为水泥工业的原料，洗涤后的洗液进入钙化脱碱转 型过程补充氢氧化钠溶液被取出而带来的水损失；

低温溶铝产生的液相使用石灰沉铝的方式处理，其中石灰中氧化钙与溶液中 氧化铝的质量比为2：1，并在沉淀温度60℃以及25min的时间下得到铝酸钙沉淀 39.4t和氢氧化钠溶液，铝酸钙返回脱碱转型过程作为钙源使用；氢氧化钠溶液返 回低温溶铝过程作为低温溶铝母液。

得到的尾渣中的氧化铝与氧化硅质量比为0.438：1，氧化钠含量为0.35％。

实施例4

将拜耳法赤泥与石灰和铝酸钙混合并于氧化钠浓度200g/L的铝酸钠溶液中进 行钙化脱碱转型反应，采用石灰与铝酸钙作为钙源，其中铝酸钙添加量为35.44t， 石灰量添加量5.66t，铝酸钙与石灰中含有的氧化钙总质量与赤泥的质量比为0.2： 1，氢氧化钠母液与赤泥、石灰和铝酸钙的混合物的液固比为10:1ml/g，转型温度 120℃，转型时间30min，转型后赤泥中含硅相全部转化为水化石榴石进入固相钙 化渣中，液相为含有铝酸钠的高浓度氢氧化钠溶液，取转型反应后的高浓度氢氧 化钠溶液总体积6％的溶液，用于后续的低温溶铝反应，其余高浓度氢氧化钠溶液 在钙化转型反应过程循环使用，转型反应过程中溶解于液相的氧化铝按相应比例 随取出的高浓度氢氧化钠溶液进入后续的低温溶铝反应；

钙化渣与清水按液固比3：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入 CO₂，CO₂气体在通气过程中先将其增压，使反应容器内CO₂气体的分压达到 1.2MPa，再于100℃的条件下转型反应60min，得到主要成分为硅酸钙、碳酸钙以 及氢氧化铝的碳化转型渣和清水；清水在碳化转型反应中循环使用；

碳化转型渣采用氢氧化钠浓度为100g/L的低温溶铝母液在溶铝温度60℃以及 溶铝时间90min条件下提取其中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化渣的液固比为 8:1mL/g，反应得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥和铝酸钠溶液，新 型结构赤泥经水洗涤后可作为水泥工业的原料，洗涤后的洗液进入钙化脱碱转型 过程补充氢氧化钠溶液被取出而带来的水损失；

低温溶铝产生的液相使用石灰沉铝的方式处理，其中石灰中氧化钙与溶液中 氧化铝的质量比为1.8：1，并在反应温度60℃以及反应时间25min的条件下得到 铝酸钙沉淀35.44t和氢氧化钠溶液，铝酸钙返回脱碱转型过程作为钙源使用；氢 氧化钠溶液返回低温溶铝过程作为低温溶铝母液。

得到的尾渣中的氧化铝与氧化硅质量比为0.50：1，氧化钠含量为0.82％。

实施例5

将拜耳法赤泥与铝酸钙和石灰混合并于氧化钠浓度260g/L的铝酸钠溶液中进 行钙化脱碱转型，采用铝酸钙和石灰作为钙源，其中铝酸钙为43.71t，石灰为80.76t， 铝酸钙和石灰含有的氧化钙总质量与赤泥的质量比为0.8：1，氢氧化钠母液与赤 泥、石灰和铝酸钙的混合物的液固比为8:1ml/g，转型温度130℃，转型时间30min， 转型后赤泥中含硅相全部转化为水化石榴石进入固相钙化渣中，液相为含有铝酸 钠的高浓度氢氧化钠溶液，取转型反应后的高浓度氢氧化钠溶液总体积4.5％的溶 液，用于后续的低温溶铝反应，其余高浓度氢氧化钠溶液在钙化转型反应过程循 环使用，转型反应过程中溶解于液相的氧化铝按相应比例随取出的高浓度氢氧化 钠溶液进入后续的低温溶铝反应；

钙化渣与清水按液固比5：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入 CO₂，CO₂气体在通气过程中先将其增压，使反应容器内CO₂气体的分压达到 1.0MPa，再于140℃的条件下转型反应100min，得到主要成分为硅酸钙、碳酸钙 以及氢氧化铝的碳化转型渣和清水；清水在碳化转型反应中循环使用；

碳化转型渣采用氢氧化钠浓度为100g/L的低温溶铝母液在溶铝温度70℃以及 溶铝时间60min条件下提取其中的氢氧化铝，低温溶铝母液与碳化渣的液固比为 12:1mL/g，得到主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥和铝酸钠溶液；

将上述碳化转型反应和低温溶铝反应重复5次；

将碳化转型反应和低温溶铝反应5次得到的铝酸钠溶液使用石灰沉铝的方式 处理，其中其中石灰中氧化钙与溶液中氧化铝的质量比为2：1，并在反应温度60℃ 以及反应时间5min的条件下得到铝酸钙沉淀43.71t和氢氧化钠溶液，铝酸钙返回 脱碱转型过程作为钙源使用；氢氧化钠溶液返回低温溶铝过程作为低温溶铝母液。

得到的尾渣中的氧化铝与氧化硅质量比为0.37：1，氧化钠含量为0.4％。