[發明專利]一種從煤矸石中提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法

有效

• 申請號: 200910089247.4
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101941725A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 孫俊民;姚強;張戰軍;曹慧芳;張曉云;孟德潤;湯樂萍;項光明
• 申請（專利權）人: 同方環境股份有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01B33/24;C04B7/14
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及氧化鋁聯產活性硅酸鈣生產的技術領域，特別涉及從煤矸石中提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法。

背景技術

煤矸石是我國目前排放和堆放量最大的固體廢棄物，造成較大的環境污染和資源浪費。煤矸石的礦物組成主要為高嶺石，其中氧化鋁和二氧化硅含量較高，是一種潛在的礦物資源。隨著國家對冶金級氧化鋁需求的不斷增加，以及我國鋁土礦儲量的日漸減少，利用工業生產產生的含鋁礦物資源如粉煤灰、煤矸石等，代替天然鋁土礦生產氧化鋁等工業產品，并形成煤炭-電力-冶金的循環經濟產業鏈，日益引起人們的重視。

目前以煤矸石為原料提取氧化鋁的方法有酸法、堿法、酸堿(鹽)聯合法。由于酸法在工業上存在腐蝕設備、酸不易回收、金屬雜質不易去除、環境污染等缺點，產業化推廣受到了限制。另外采用酸堿(鹽)聯合法，存在工藝流程長，生成成本高，產品純度低及環境污染的問題。堿法工藝大多是將純堿或石灰加入煤矸石進行煅燒，最后浸出氧化鋁。由于二氧化硅的干擾，存在堿耗大、能耗高的問題，經濟性差。

中國發明專利申請號為200510048215.1的“一種用煤矸石生產氧化鋁的方法”，公開了先將煤矸石粉碎，加Na₂CO₃在700～900℃焙燒后，用NaOH溶液浸取，過濾殘渣，濾液通CO₂生成Al(OH)₃沉淀，過濾、烘干沉淀再經高溫脫水得Al₂O₃產品。中國發明專利申請號為200710017303.4的“煤矸石中提取氫氧化鋁或氧化鋁及其廢渣生產水泥的方法”，公開了先將煤矸石煅燒，煅燒后產生的偏高嶺石加石灰或電石渣混合加水進行蒸壓反應，然后將蒸壓料在800～1000℃下煅燒，煅燒熟料用碳酸鈉溶液浸取，浸取液再經脫硅、碳化制得氫氧化鋁，氫氧化鋁煅燒為氧化鋁。中國發明專利申請號為200710133214.6的“利用煤矸石生產氫氧化鋁和硅酸工藝方法”，公開了先將煤矸石加純堿堿融，熟料水淬、濕磨，漿料溶解分離后濾餅再用燒堿堿熔，所得濃漿料加熱得到干粉再溶解，過濾分離后濾餅再經燒堿溶出，以上三項技術工藝漿料溶解、干粉溶解、燒堿溶出得到濾液經稀釋水解生產氫氧化鋁，稀釋水解得到濾液分三次碳化，產物分別為氫氧化鋁、硅酸和碳酸氫鈉。以上三項技術專利均為堿法，由于煤矸石中二氧化硅含量高，直接提取氧化鋁對堿的需耗非常大，申請號200710133214.6的專利雖然生產副產品硅酸，但工藝非常繁瑣，經濟性差。中國發明專利申請號為200410062965.X的“一種生產氧化鋁的工藝”，公開了先期對高嶺巖、粉煤灰等原料進行活化預脫硅，然后用石灰石自粉碎燒結法混合焙燒，碳酸鈉稀堿液浸取，浸取液絡合反應提純，碳化制得氫氧化鋁，再高溫焙燒為氧化鋁，該發明先進行了預脫硅，減少了堿耗量，但是未對脫除掉的二氧化硅進行利用，造成了資源浪費，另外該發明中高嶺巖焙燒活化和石灰石自粉碎燒結的溫度都較高，能耗較大。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種從煤矸石中提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法。該方法工藝簡單、生產成本低、能耗低、物耗量少，同時制得兩種含硅產物副產品，且無廢棄物產生。

為了達到上述發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現：

一種從煤矸石中提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法，其主要步驟為：

①將煤矸石粉碎后進行高溫焙燒活化；

②焙燒后的煤矸石熟料加入氫氧化鈉溶液進行堿溶脫硅反應，然后過濾分離，得到脫硅煤矸石和硅酸鈉溶液；

③將石灰乳加入硅酸鈉溶液中，進行苛化反應，然后過濾分離得到含水硅酸鈣和氫氧化鈉溶液，含水硅酸鈣烘干制得活性硅酸鈣微粉，氫氧化鈉溶液濃縮后可返回步驟②循環使用；

④步驟②得到的脫硅煤矸石中加入磨細的石灰石和碳酸鈉溶液，送入球磨機內球磨制成生料漿；

⑤將生料漿送入回轉窯焙燒，并回收煙氣中的CO₂，用于步驟⑧鋁酸鈉精化液的碳分；

⑥生料焙燒后的熟料用水溶出，過濾分離，得到鋁酸鈉粗液和硅鈣渣，硅鈣渣經脫堿處理后作為水泥原料；

⑦用兩段脫硅法對鋁酸鈉粗液深度脫硅，得到鋁酸鈉精化液；

⑧鋁酸鈉精化液中通入CO₂碳分，過濾分離得到氫氧化鋁和碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液濃縮后返回步驟④循環使用；

⑨氫氧化鋁高溫煅燒制得氧化鋁產品。