[發(fā)明專利]一種利用高溫微波活化粉煤灰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910195363.4
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN101948126A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于建國;喬秀臣
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C01F7/56
• 分類號: C01F7/56;B09B3/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 刁文魁;翟羽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及將固體廢物轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏没驘o害的東西技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種利用高溫微波活化粉煤灰的方法。

【背景技術(shù)】

中國是世界上最大的煤炭資源國之一，煤炭在能源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)中占70％以上，消費(fèi)量達(dá)20億噸之多。在我國今后的長時期內(nèi)煤炭將繼續(xù)作為主要能源。

我國對煤炭的利用約98％是通過燃燒的方式實(shí)現(xiàn)的，燃煤過程中產(chǎn)生大量的粉煤灰，粉煤灰要占到原煤質(zhì)量的10～40％。我國每年約有1億噸粉煤灰的積存，累計(jì)的堆積量已超過27億噸，粉煤灰已成為我國累積堆貯量和占地最多的工業(yè)廢物之一。巨量的粉煤灰的產(chǎn)生與處理，既對空氣、土壤和水資源造成污染，又占用大量的空地(包括耕地)，嚴(yán)重影響人民的生活環(huán)境，因此，對煤炭的清潔利用、對粉煤灰的積極處理成為我國能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容之一。

我國在國家和地方層面已在積極推動煤炭的清潔利用和粉煤灰的綜合利用，企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)也在進(jìn)行大規(guī)模地研究、實(shí)驗(yàn)和技術(shù)開發(fā)。由于地質(zhì)構(gòu)造的原因，我國大部分的粉煤灰中氧化鋁的含量很高，致使我國粉煤灰的化學(xué)反應(yīng)活性低、應(yīng)用面窄、利用難度大，國外高硅粉煤灰利用的方法和技術(shù)在我國無法應(yīng)用。但是，我國的粉煤灰也因此而具備了提取鋁和其它有價元素的特點(diǎn)，此方面已有多項(xiàng)專利和申請專利技術(shù)產(chǎn)生，例如：

朔州市發(fā)明的“一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法”(中國專利申請?zhí)?00510048274.9)；

李禹發(fā)明的“粉煤灰中提取氧化鋁同時聯(lián)產(chǎn)白炭黑的方法”(中國專利申請?zhí)?00610012780.7)；

平朔煤炭工業(yè)公司發(fā)明的“一種由粉煤灰制取氧化鋁的方法”(中國專利申請?zhí)?00610048295.5)，“一種從粉煤灰中先提硅后提鋁的方法”(中國專利申請?zhí)?00710062534.7)“一種利用粉煤灰生產(chǎn)二氧化硅和氧化鋁的方法”(中國200710061662.X)；

中國地質(zhì)大學(xué)(北京)發(fā)明的“利用高鋁粉煤灰制取氧化鋁和白炭黑清潔生產(chǎn)工藝”(中國專利申請?zhí)?00710087028.3)；

清華大學(xué)發(fā)明的“一種從高鋁粉煤灰中提取二氧化硅、氧化鋁及氧化鎵的方法”(中國專利申請?zhí)?00710065366.7)；

沈陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院發(fā)明的“一種利用粉煤灰制備氧化鋁的方法”(中國專利申請?zhí)?00710012997.2)；

內(nèi)蒙古聯(lián)合工業(yè)有限公司發(fā)明的“新型粉煤灰提取氧化鋁工藝”(中國專利申請?zhí)?00710110423.9)；

潘愛芳發(fā)明的“從粉煤灰中提取高純氧化鋁及硅膠的方法”(中國專利申請?zhí)?00810017869.1)；

天津大學(xué)發(fā)明的“從粉煤灰中提取高純超細(xì)氧化鋁的方法”(中國專利申請?zhí)?00710150915.0)等等。

利用粉煤灰提取鋁和其它有價元素的關(guān)鍵是降低粉煤灰的活化能耗和保證提取率，但是，現(xiàn)有技術(shù)公開的工藝和方法均存在煅燒溫度高、煅燒時間長和助劑摻入量大等問題，既增加了成本，又會產(chǎn)生大量的廢渣形成二次污染，因此，制約了這些技術(shù)在工業(yè)上的大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于改變粉煤灰利用傳統(tǒng)的活化方法，提供一種利用高溫微波活化粉煤灰的方法，能克服現(xiàn)有技術(shù)熱耗巨大的問題，具有環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)利用的雙重效應(yīng)。

本發(fā)明的構(gòu)思為：通過改變粉煤灰的吸波特性，利用微波外加場能量利用率高的特點(diǎn)，采用高溫微波活化粉煤灰，提高其反應(yīng)活性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種利用高溫微波活化粉煤灰的方法，其具體步驟為：

(1)將粉煤灰中氧化鈣(CaO)與氧化鋁(Al₂O₃)的質(zhì)量比調(diào)整在0.27～0.39范圍內(nèi)；

(2)將步驟(1)的氧化鈣與氧化鋁混合均勻，并研磨至細(xì)度小于75微米；

(3)將步驟(2)的混合物料的含水率控制在小于1％；

(4)對步驟(3)制備的混合物料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為150～600℃；

(5)利用高溫微波外加場對步驟(4)制備的預(yù)熱料進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為800～1000℃，煅燒的時間為5～60分鐘；微波頻率為2450MHz；

(6)將步驟(5)制得的燒結(jié)熟料采用風(fēng)冷或水冷方式急冷后研磨至細(xì)度小于75微米；

(7)用鹽酸浸取，浸取溫度為75～120℃，浸取時間為10～60分鐘，獲得氯化鋁溶液，浸取率大于75％。

所述步驟(5)的余熱可用于步驟(4)的預(yù)熱。