[發(fā)明專利]一種利用粉煤灰生產(chǎn)二氧化硅和氧化鋁的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710061662.X
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101049935A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦建國
• 申請（專利權(quán)）人: 平朔煤炭工業(yè)公司
• 主分類號: C01B33/113
• 分類號: C01B33/113;C01F7/02;C04B7/24;C04B7/26
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉煤灰的精細(xì)化綜合利用，涉及一種從粉煤灰中提取二氧化硅和氧化鋁的方法，具體是涉及一種先從粉煤灰中提取出二氧化硅，再利用拜爾法制取氧化鋁，殘?jiān)糜谥苽渌嗟姆椒ā?/p>

背景技術(shù)

燃煤電廠排放的大量粉煤灰對周圍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，綜合治理粉煤灰已經(jīng)成為一項(xiàng)迫切的需要解決的環(huán)境問題。在我國，燃煤電廠每年排放的粉煤灰量高達(dá)上億噸，堆存量很大，是一個極具精細(xì)化綜合開發(fā)利用價值的資源寶庫。

粉煤灰中一般含Al₂O₃約為15～40％，含SiO₂大都在40％以上，有些地方的粉煤灰含Al₂O₃在40％以上，含SiO₂約50％。將這些高鋁粉煤灰直接用來生產(chǎn)氧化鋁難度很大，工藝復(fù)雜，產(chǎn)品成本高，難以工業(yè)化應(yīng)用。

從粉煤灰中提取Al₂O₃的方法大致可分為酸法和堿法兩大類。利用酸法提取Al₂O₃，在有效提取粉煤灰中的鋁氧化物時，可以將二氧化硅全部拒之于液外，在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生新的固體物料，殘?jiān)啃。蚨\(yùn)作的物料量小，設(shè)備投資小，能耗低，產(chǎn)品成本亦低。但酸法的缺點(diǎn)是在浸取氧化鋁時，也將粉煤灰中的許多可溶出的雜質(zhì)如鐵、鈦、鎂等帶入了溶液，須增添后序處理工序；再就是酸法提取對設(shè)備的腐蝕比較嚴(yán)重，使用的反應(yīng)設(shè)備制造有一定的難度。

上世紀(jì)六十年代，波蘭就利用堿石灰燒結(jié)法自粉煤灰中提取Al₂O₃，建成了年產(chǎn)5000噸Al₂O₃及35萬噸水泥的實(shí)驗(yàn)工廠。我國安徽省冶金研究所和合肥水泥研究院在八十年代申報(bào)了用石灰石燒結(jié)、碳酸鈉溶出自粉煤灰中提取Al₂O₃，殘?jiān)糜谏a(chǎn)水泥的成果，于1982年3月通過專家鑒定。寧夏自治區(qū)建材研究所研究的堿石灰燒結(jié)法自粉煤灰中提取Al₂O₃、殘?jiān)a(chǎn)水泥工藝于1987年9月由寧夏自治區(qū)科委組織鑒定。2004年12月，內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳召開了蒙西高新技術(shù)集團(tuán)有限公司研究開發(fā)的“粉煤灰提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”項(xiàng)目科技成果鑒定會，該集團(tuán)自主完成了近5000噸級的中試。雖然關(guān)于堿法提取Al₂O₃的報(bào)道很多，但目前尚未見到過采用上述工藝方法半工業(yè)化和工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的報(bào)道。其原因是用堿法處理這種高硅含鋁粉煤灰的工藝繁長，運(yùn)作的物料量大，設(shè)備投資亦大，能耗高，成本高，而且產(chǎn)生的殘?jiān)渴欠勖夯伊康臄?shù)倍，用殘?jiān)瞥傻拇罅克嗑偷劁N售有限，綜合經(jīng)濟(jì)效益差，綜合利用水平低，因而阻礙了堿法在綜合利用粉煤灰方面的應(yīng)用。

目前世界上90％的氧化鋁都是采用拜爾法生產(chǎn)的。但是拜爾法生產(chǎn)要求原礦的鋁硅比較高，需要≥11，對于鋁硅比<7的鋁礬土礦，直接采用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁是不經(jīng)濟(jì)的，需要對礦石中的硅鋁進(jìn)行配堿煅燒處理，由此導(dǎo)致生產(chǎn)成本較拜爾法提高30～90美元/噸。粉煤灰的鋁硅比一般小于1，更是無法套用現(xiàn)成的拜爾法工業(yè)設(shè)備直接提取氧化鋁，即便使用改進(jìn)的堿石灰或石灰石燒結(jié)法，成本必然會更高，因此難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用粉煤灰生產(chǎn)二氧化硅和氧化鋁的方法，本發(fā)明的方法是先從粉煤灰中提取出二氧化硅，再利用拜爾法提取氧化鋁，殘?jiān)€可以用來制備水泥。

本發(fā)明利用粉煤灰生產(chǎn)二氧化硅和氧化鋁的具體方法包括：

1).以下述任意一種方法對粉煤灰進(jìn)行活化處理；

a.將粉煤灰焙燒活化；

b.以硫酸溶液浸泡粉煤灰；

c.以NaOH溶液浸泡粉煤灰；

2).以質(zhì)量濃度大于40％的NaOH溶液浸取活化后的粉煤灰，將其中的硅以硅酸鈉的形式溶出，分離后得到硅酸鈉溶液和堿浸渣；

3).溶出的硅酸鈉溶液中通入CO₂氣體進(jìn)行碳分，以制備二氧化硅；

4).堿浸渣中配入CaO或CaCO₃煅燒制成熟料，以拜爾法制備氧化鋁；

5).以拜爾法制備氧化鋁后的廢渣用于生產(chǎn)水泥。