《一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101941725A43申请公布日20110112CN101941725ACN101941725A21申请号200910089247422申请日20090710C01F7/02200601C01B33/24200601C04B7/1420060171申请人同方环境股份有限公司地址100083北京市海淀区同方科技广场A座290172发明人孙俊民姚强张战军曹慧芳张晓云孟德润汤乐萍项光明54发明名称一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法57摘要一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，涉及氧化铝联产活性硅酸钙生产的技术领域。本发明主要步骤为将煤矸石粉碎后焙烧活化；煤矸石熟。
2、料进行碱溶脱硅反应，得到脱硅煤矸石和硅酸钠溶液；硅酸钠溶液苛化反应得到含水硅酸钙和氢氧化钠溶液，含水硅酸钙烘干制得活性硅酸钙微粉；脱硅煤矸石中加入石灰石和碳酸钠溶液球磨制成生料浆；生料浆焙烧后的熟料用水溶出，得到铝酸钠粗液和硅钙渣，硅钙渣经处理后作为水泥原料；铝酸钠粗液深度脱硅得到铝酸钠精化液；铝酸钠精化液中通入CO2碳分，得到氢氧化铝和碳酸钠溶液；氢氧化铝煅烧制得氧化铝产品。本发明方法工艺简单、生产成本低、能耗低、物耗量少，同时制得两种含硅产物副产品，且无废弃物产生。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101941730A1/1页。
3、21一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其主要步骤为将煤矸石粉碎后进行高温焙烧活化；焙烧后的煤矸石熟料加入氢氧化钠溶液进行碱溶脱硅反应，然后过滤分离，得到脱硅煤矸石和硅酸钠溶液；将石灰乳加入硅酸钠溶液中，进行苛化反应，然后过滤分离得到含水硅酸钙和氢氧化钠溶液，含水硅酸钙烘干制得活性硅酸钙微粉，氢氧化钠溶液浓缩后可返回步骤循环使用；步骤得到的脱硅煤矸石中加入磨细的石灰石和碳酸钠溶液，送入球磨机内球磨制成生料浆；将生料浆送入回转窑焙烧，并回收烟气中的CO2，用于步骤铝酸钠精化液的碳分；生料焙烧后的熟料用水溶出，过滤分离，得到铝酸钠粗液和硅钙渣，硅钙渣经脱碱处理后作为水泥原料；用两段脱硅法。
4、对铝酸钠粗液深度脱硅，得到铝酸钠精化液；铝酸钠精化液中通入CO2碳分，过滤分离得到氢氧化铝和碳酸钠溶液，碳酸钠溶液浓缩后返回步骤循环使用；氢氧化铝高温煅烧制得氧化铝产品。2按照权利要求1所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述煤矸石中AL2O3的含量40，SIO2的含量50。3按照权利要求1或2所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述煤矸石粉碎粒度为100200目。4按照权利要求3所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述煤矸石焙烧温度为8501050，焙烧时间为052H。5按照权利要求4所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅。
5、酸钙的方法，其特征在于，所述煤矸石脱硅用氢氧化钠溶液的浓度为1220，氢氧化钠与煤矸石的质量比为0406，脱硅反应温度为90120，反应时间为13小时。6按照权利要求5所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述石灰乳加入量按CAO和SIO2摩尔比为1013计，苛化反应温度为90110，反应时间为0515小时。7按照权利要求6所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述含水硅酸钙的烘干温度为200400，烘干时间为052小时。8按照权利要求7所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述生料浆含水率为3540，钙比为20202，碱比为0。
6、9610。9按照权利要求8所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述生料浆在回转窑中焙烧温度为11601260，焙烧时间为115H。10按照权利要求9所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述熟料溶出温度为6575，溶出时间为815MIN；11按照权利要求10所述的从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其特征在于，所述铝酸钠精化液碳分反应温度为7590，碳分终点控制PH为9510。权利要求书CN101941725ACN101941730A1/3页3一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法技术领域0001本发明涉及氧化铝联产活性硅酸钙生产的技术。
7、领域，特别涉及从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法。背景技术0002煤矸石是我国目前排放和堆放量最大的固体废弃物，造成较大的环境污染和资源浪费。煤矸石的矿物组成主要为高岭石，其中氧化铝和二氧化硅含量较高，是一种潜在的矿物资源。随着国家对冶金级氧化铝需求的不断增加，以及我国铝土矿储量的日渐减少，利用工业生产产生的含铝矿物资源如粉煤灰、煤矸石等，代替天然铝土矿生产氧化铝等工业产品，并形成煤炭电力冶金的循环经济产业链，日益引起人们的重视。0003目前以煤矸石为原料提取氧化铝的方法有酸法、碱法、酸碱盐联合法。由于酸法在工业上存在腐蚀设备、酸不易回收、金属杂质不易去除、环境污染等缺点，产业化推广受到。
8、了限制。另外采用酸碱盐联合法，存在工艺流程长，生成成本高，产品纯度低及环境污染的问题。碱法工艺大多是将纯碱或石灰加入煤矸石进行煅烧，最后浸出氧化铝。由于二氧化硅的干扰，存在碱耗大、能耗高的问题，经济性差。0004中国发明专利申请号为2005100482151的“一种用煤矸石生产氧化铝的方法”，公开了先将煤矸石粉碎，加NA2CO3在700900焙烧后，用NAOH溶液浸取，过滤残渣，滤液通CO2生成ALOH3沉淀，过滤、烘干沉淀再经高温脱水得AL2O3产品。中国发明专利申请号为2007100173034的“煤矸石中提取氢氧化铝或氧化铝及其废渣生产水泥的方法”，公开了先将煤矸石煅烧，煅烧后产生的偏高。
9、岭石加石灰或电石渣混合加水进行蒸压反应，然后将蒸压料在8001000下煅烧，煅烧熟料用碳酸钠溶液浸取，浸取液再经脱硅、碳化制得氢氧化铝，氢氧化铝煅烧为氧化铝。中国发明专利申请号为2007101332146的“利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸工艺方法”，公开了先将煤矸石加纯碱碱融，熟料水淬、湿磨，浆料溶解分离后滤饼再用烧碱碱熔，所得浓浆料加热得到干粉再溶解，过滤分离后滤饼再经烧碱溶出，以上三项技术工艺浆料溶解、干粉溶解、烧碱溶出得到滤液经稀释水解生产氢氧化铝，稀释水解得到滤液分三次碳化，产物分别为氢氧化铝、硅酸和碳酸氢钠。以上三项技术专利均为碱法，由于煤矸石中二氧化硅含量高，直接提取氧化铝对碱的需耗。
10、非常大，申请号2007101332146的专利虽然生产副产品硅酸，但工艺非常繁琐，经济性差。中国发明专利申请号为200410062965X的“一种生产氧化铝的工艺”，公开了先期对高岭岩、粉煤灰等原料进行活化预脱硅，然后用石灰石自粉碎烧结法混合焙烧，碳酸钠稀碱液浸取，浸取液络合反应提纯，碳化制得氢氧化铝，再高温焙烧为氧化铝，该发明先进行了预脱硅，减少了碱耗量，但是未对脱除掉的二氧化硅进行利用，造成了资源浪费，另外该发明中高岭岩焙烧活化和石灰石自粉碎烧结的温度都较高，能耗较大。发明内容0005为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种从煤矸石中提取氧说明书CN101941725ACN1。
11、01941730A2/3页4化铝联产活性硅酸钙的方法。该方法工艺简单、生产成本低、能耗低、物耗量少，同时制得两种含硅产物副产品，且无废弃物产生。0006为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现0007一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，其主要步骤为0008将煤矸石粉碎后进行高温焙烧活化；0009焙烧后的煤矸石熟料加入氢氧化钠溶液进行碱溶脱硅反应，然后过滤分离，得到脱硅煤矸石和硅酸钠溶液；0010将石灰乳加入硅酸钠溶液中，进行苛化反应，然后过滤分离得到含水硅酸钙和氢氧化钠溶液，含水硅酸钙烘干制得活性硅酸钙微粉，氢氧化钠溶液浓缩后可返回步骤循环使用；0011步骤得到的脱硅煤矸。
12、石中加入磨细的石灰石和碳酸钠溶液，送入球磨机内球磨制成生料浆；0012将生料浆送入回转窑焙烧，并回收烟气中的CO2，用于步骤铝酸钠精化液的碳分；0013生料焙烧后的熟料用水溶出，过滤分离，得到铝酸钠粗液和硅钙渣，硅钙渣经脱碱处理后作为水泥原料；0014用两段脱硅法对铝酸钠粗液深度脱硅，得到铝酸钠精化液；0015铝酸钠精化液中通入CO2碳分，过滤分离得到氢氧化铝和碳酸钠溶液，碳酸钠溶液浓缩后返回步骤循环使用；0016氢氧化铝高温煅烧制得氧化铝产品。0017在上述方法中，所述煤矸石中AL2O3的含量40，SIO2的含量50。0018在上述方法中，所述煤矸石粉碎粒度为100200目。0019在上述方。
13、法中，所述煤矸石焙烧温度为8501050，焙烧时间为052H。0020在上述方法中，所述煤矸石脱硅用氢氧化钠溶液的浓度为1220，氢氧化钠与煤矸石的质量比为0406，脱硅反应温度为90120，反应时间为13小时。0021在上述方法中，所述石灰乳加入量按CAO和SIO2摩尔比为1013计，苛化反应温度为90110，反应时间为0515小时。0022在上述方法中，所述含水硅酸钙的烘干温度为200400，烘干时间为052小时。0023在上述方法中，所述生料浆含水率为3540，钙比为20202，碱比为09610。0024在上述方法中，所述生料浆在回转窑中焙烧温度为11601260，焙烧时间为115H。0。
14、025在上述方法中，所述熟料溶出温度为6575，溶出时间为815MIN；0026在上述方法中，所述铝酸钠精化液碳分反应温度为7590，碳分终点控制PH为9510。0027与现有技术比较，本发明的优点在于00281活化预脱硅工艺本发明采用对煤矸石焙烧活化，控制合理的焙烧温度和时间，使氧化铝和二氧化硅在碱溶过程中分离，70以上二氧化硅进入到溶液中被脱除，大大提说明书CN101941725ACN101941730A3/3页5高煤矸石中的铝硅比，可达到35以上。00292能耗降低煤矸石采用预焙烧活化，焙烧温度低于现有技术，提高其活性，也有利于氧化铝提取工艺中生料的焙烧，同时采用碱石灰烧结法降低生料的焙。
15、烧温度，缩短生料焙烧时间，降低能耗。00303降低物耗煤矸石采取活化预脱硅处理，大大降低了二氧化硅的含量，减少氧化铝提取工艺中生料焙烧的碱耗量，减少硅钙渣量，提高整个工艺生产效率。00314节约生产成本本工艺中原料采用废弃物煤矸石，氢氧化钠和碳酸钠均可以循环使用，生料焙烧过程中产生CO2回收利用，降低了生产成本。00325废物零排放熟料窑排放的CO2气体，回收用于碳分工序；氢氧化钠和碳酸钠母液循环使用；硅钙渣经脱碱处理后作为水泥原料，整个工艺实现了废物零排放。00336副产品活性硅酸钙粉白度高、杂质含量低，可广泛用于橡胶、塑料、涂料、造纸等行业，使有价资源得到综合利用，提高经济效益。0034下。
16、面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。附图说明0035附图为本发明的生产工艺流程图。具体实施方式0036参看附图，本发明的生产步骤为0037原料选用含AL2O34293、SIO25192的煤矸石，磨细到200目后，高温焙烧活化，焙烧温度为950，保温时间2H。0038焙烧熟料自然冷却后，按煤矸石与NAOH质量比105，加入15氢氧化钠溶液，在110下进行脱硅反应，反应时间2H。反应结束后，进行过滤分离，得到的滤液硅酸钠溶液和滤饼脱硅煤矸石。0039将石灰乳加入到滤液硅酸钠溶液中进行苛化反应，石灰乳加入量按CAO和SIO2摩尔比为11计，反应温度90，反应1H后过滤分离，滤液为氢氧化。
17、钠溶液，将其蒸发浓缩后返回步骤循环使用。滤饼为含水硅酸钙，在350下烘干1H后制得活性硅酸钙微粉。0040将脱硅后的煤矸石，磨细的石灰石、循环碳分母液即碳酸钠溶液按比例混合，球磨制备生料浆，生料浆配比钙比为202，碱比为096，生料浆的含水率为38。0041将制好的生料浆送入回转窑焙烧，在1200高温下烧结1H，并用工业上成熟的溶剂法回收焙烧产生的CO2，用于铝酸钠精化液的碳分。0042生料焙烧后的熟料用水溶出，溶出温度70，时间15MIN，液固比21，过滤分离得到滤液为铝酸钠粗液，滤饼为硅钙渣，硅钙渣经脱碱处理后作为水泥原料。0043用现有成熟技术两段脱硅法对铝酸钠粗液进行深度脱硅，得到铝酸钠精化液。0044脱硅后的铝酸钠精化液在碳分塔中碳分，所用CO2来自于回转窑烟气中CO2的回收提纯，碳分温度为80，终点PH值为10，过滤分离后得到氢氧化铝和碳酸钠溶液，碳酸钠溶液浓缩后返回步骤循环使用。0045氢氧化铝按现有成熟技术高温煅烧制得氧化铝产品。说明书CN101941725ACN101941730A1/1页6说明书附图CN101941725A。