[發明專利]利用粉煤灰生產氫氧化鋁和硅酸工藝方法

有效

• 申請號: 200710133216.5
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101172634A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 劉成長
• 申請（專利權）人: 劉成長
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01B33/12;C01F11/18
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利用粉煤灰生產氫氧化鋁和硅酸工藝方法。

技術領域：本發明涉及利用鋁硅酸鹽礦物的化工開發利用的方法，特別是一種利用粉煤灰生產氫氧化鋁和硅酸的工藝方法。

背景技術：據邊炳鑫、解強、趙有才在《煤系固體廢物資源化技術》(化學工業出版社2005年5月第一版)一書中稱：2000年全國粉煤灰排出量1.6億噸，占地50萬畝，加上歷年庫存的11億噸粉煤灰，2000年全國粉煤灰積存總量達到12.5億噸。由于火力發電量的增加，截止到2006年底，全國累計積存的粉煤灰已將近20億噸。粉煤灰的基本組成是鋁硅酸鹽，主要是氧化鋁和二氧化硅，兩組分合計約占75-92％，其中氧化鋁約占23-38％，二氧化硅一般占50％以上，另含少量鐵、鈣、鎂等元素的氧化物，各組分的含量因煤的產地而異。從工業廢棄物粉煤灰中提取化工產品，變廢為寶，改善環境，是世界各國、更是我國的重要產業政策。

孫雅珍等人在CN1095689.1994及陳建林在1994年第4期《環境導報》第14頁刊文(對比文獻1)提出用50-60％的硫酸浸泡粉煤灰12-14小時，在100℃加熱2-4小時，趁熱過濾，反復洗滌濾餅至中性，棄去濾餅，將濾液加熱濃縮至15-20波美度再冷卻結晶，抽濾得到硫酸鋁晶體。此對比文獻1采用酸浸粉煤灰工藝得到硫酸鋁產品，氧化鋁的提取率只有60-65％，而粉煤灰中的另一種更主要的組分二氧化硅卻沒有被利用，技術的經濟價值不高。

謝英在1992年第3期《粉煤灰綜合利用》第54頁刊文(對比文獻2)提出將粉煤灰與燒堿溶液混合攪拌并加熱至沸騰，再保溫攪拌一段時間，過濾，棄去濾餅，將濾液加水或通入二氧化碳、加碳酸銨，得到氫氧化鋁沉淀，再經過濾、將濾餅烘干得到氫氧化鋁。此對比文獻2采用的濕法工藝，氧化鋁的提取率也只有70％左右，粉煤灰中另一更主要的組分二氧化硅也沒有被利用。

韓懷強、蔣挺大在《粉煤灰利用技術》(化學工業出版社2001年1月第一版)(對比文獻3)第177-179頁提出用石灰燒結法，將粉煤灰與石灰石粉混合后在1320-1400℃燒成，使氧化鋁轉化成鋁酸鈉和鋁酸鈣，經熟料自粉化、碳酸鈉溶出、石灰乳脫硅棄渣、二氧化碳氣體碳化，提取氫氧化鋁，再將氫氧化鋁在1200℃煅燒，得到氧化鋁。脫硅時棄去的廢渣用于生產水泥。劉小波在1999年第2期《環境科學學報》第210-213頁提出石灰燒結法工藝合理的氧化鋁提取率為80-85％。此對比文獻3采用石灰燒結法，粉煤灰原料中氧化鋁的提取率有了較大提高，但也只能達到85％；同時，粉煤灰中另一更主要組分二氧化硅仍然沒有被高附加值利用，只是作為廢渣用于生產水泥，二氧化硅組分的經濟價值未得到充分利用。

綜上所述，對比文獻1、2、3存在下列不足：

1、均只對粉煤灰中的氧化鋁組分進行利用，對氧化鋁的提取率也只能達到60-85％，因此資源的利用率都較低，只相當于利用了粉煤灰原料總量的20-30％左右；當原料粉煤灰中氧化鋁含量較低時，原料粉煤灰將不能利用。

2、對粉煤灰中的另一更主要的組分二氧化硅，對比文獻1、2中予以棄用，對比文獻3中只是作為廢渣用于生產低價值的水泥，二氧化硅組分沒有得到高附加值利用。

3、在利用粉煤灰過程中均出現了因為能耗高，產品生產周期長，加之粉煤灰原料利用率較低，使得單位產量產品的成本增加，生產成本難以降低的問題。

4、生產工藝中都需要多次用水洗滌，而洗滌液又未能加以回收利用，不僅耗費了大量可貴的水資源，加上對比文獻1、2中粉煤灰的主要成分二氧化硅的棄用，均造成對環境的二次污染。

由此可見，研究一種資源利用率高、資源利用附加值高、生產成本低、生產過程沒有二次污染的粉煤灰開發利用方法是必要的。

發明內容：本發明的目的是克服現有技術的不足，開發一種資源利用率高、資源利用附加值高、生產成本低、生產過程又沒有二次污染的粉煤灰開發利用方法，特別是一種利用粉煤灰生產氫氧化鋁和硅酸的工藝方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種利用粉煤灰生產氫氧化鋁和硅酸的工藝方法，特征在于運用純堿和燒堿循環的原理，采用燒結法工藝，通過純堿堿融-燒堿堿熔-水解-碳化-苛化，實現同時提取粉煤灰中的氧化鋁和二氧化硅，生產氫氧化鋁和硅酸及碳酸鈣。

附圖說明：圖1為本發明的工藝原理示意圖，圖2為本發明具體實施的生產流程示意圖。

如圖1中所示：

1、純堿堿融：將粉煤灰與循環中的純堿粉混合后進行堿融處理。

2、水淬：將堿融處理得到的熔融體熟料趁高溫迅速進行水淬，得到固體細粒料。水淬液用于溶解后道濕磨工序得到的漿料。