[發明專利]用粉煤灰生產水合二氧化硅和鋁-鐵系水處理劑的方法

有效

• 申請號: 201010117032.1
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102139881A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 宮毅;郭效英;趙書運
• 申請（專利權）人: 宮毅;郭效英;趙書運
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C02F1/52
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本發明屬于對粉煤灰綜合利用的方法，特別是一種以粉煤灰為原料生產水合二氧化硅和鋁-鐵系水處理劑的方法。

背景技術

隨著我國熱電產業的迅速發展，粉煤灰的產出量日益巨增，每年排放粉煤灰1億多噸。據統計，其每年的產出量約1億噸。而長期以來，粉煤灰的利用僅限于建筑業，而充分利用粉煤灰自身的化學成分進行產品化生產的很少，因此導致其利用欠缺經濟性、合理性，利用率低，應用范圍窄小。雖有粉煤灰利用研發成果考慮到粉煤灰自身化學組成的特點，利用其中SiO₂作為資源，生產以SiO₂為主的產品，但由于需高溫加堿燒結，其生產技術工藝復雜，操作具有一定難度，耗能和廢水量大；而粉煤灰中Fe、Al組分未能有效利用，使得其技術的應用受到一定程度的限制。

上述利用也僅是小部分，大部分粉煤灰需要填埋處置，隨之帶來占用土地面積大、環境污染等系列問題。長期以來，雖然我國粉煤灰綜合利用一直受到國家的重視，并取得一定的研發成果。但其主要應用在墻體材料、水泥工業和筑路材料方面，應用范圍較窄，尤其是從粉煤灰化學組分出發所研發的利用成果甚少并且所開發出的產品單一。如用加堿焙燒法生產白炭黑，由于其耗能較大，所產產品單一，沒能充分利用粉煤灰中的化學組分使其應用受到一定的限制。因此如何經濟、合理、充分利用粉煤灰自身化學組成特點，并將其作為資源來開發、利用，使其轉變成具有多品種，且具有較高經濟價值的產品，便顯得十分重要和意義重大；同時也是解決粉煤灰現存問題的關鍵所在。為了響應2007年1月，國家發改委發布《“十一五”資源綜合利用指導意見》中提出，到2010年粉煤灰綜合利用率達到75％的號召。本發明從粉煤灰的化學成分出發，進行研究利用，為粉煤灰的綜合利開辟一條新路。

眾所周知：我國粉煤灰物質中Al、Fe及SiO₂占全組份的85％～90％，系粉煤灰組成的一大特點；能否充分利用這一特點，采用先進且行之有效的生產技術將其轉變成實用經濟型產品，是粉煤灰綜合利用生產產品的關鍵。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以粉煤灰為原料生產水合二氧化硅和鋁-鐵系水處理劑的方法。

本發明解決上述技術問題所采取的技術方案如下：一種以粉煤灰為原料生產水合二氧化硅和鋁-鐵系水處理劑的方法，其特征在于將粉煤灰粉碎至500微米以下，按比例與助溶劑NaF混合攪拌后、經加水混合與加濃硫酸混合，再經一段浸出將Al、Fe與玻璃體溶出和分離；分離出的玻璃體經二段浸出、凝膠制備、PH調整、隔離升溫、陳化、過濾洗滌、真空干燥、細碎研磨制出固態超細二氧化硅；一段浸出分離出的Al、Fe結晶體經中合、氧化、堿化、沉淀及過濾后得含鐵濾餅及聚合硫酸鋁濾液；含鐵濾餅經活化、穩定乳化、陳化、過濾、干燥與研磨制得固態聚合硫酸鐵，聚合硫酸鋁濾液分兩部分，一部分經蒸發、活化、穩定乳化、陳化、過濾、干燥與研磨制得固態聚合硫酸鋁，另一部分制備AlF₃產品；工藝流程包括以下步驟：

A、原料預處理

A.1篩分：將粉煤灰進行機械篩分，其粒徑須嚴格控制在500微米以下；

A.2細碎：將經篩分后的粉煤灰篩上物，進入細碎機進行細碎至粒徑500微米以下；

B、混合攪拌：將粉煤灰和浸出溶劑、助溶劑按比例混合攪拌，物料的配比混合按如下步驟進行：

B.1粉煤灰與助溶劑NaF混合：將粉煤灰與助溶劑混合比按重量比1/0.08～0.24(噸/噸)混合進入攪拌混合罐。

B.2加水混合：將粉煤灰與助溶劑混合料進入攪拌混合罐后，按溶劑與粉煤灰液固比3～10/1(M³/T)和溶劑濃度3M～8M所需水量加入水并攪拌混合均勻；

B.3加濃硫酸混合：按溶劑與粉煤灰液固比3～10/1(M³/T)和溶劑濃度3M～8M所需硫酸量加入濃硫酸，將混合料液混合攪拌均勻得混合漿液；

C、一段浸出

C.1將混合漿液進入一段浸出加熱、攪拌反應釜進行加熱攪拌浸出；得一浸混合液；工藝條件：加熱溫度90～120℃，攪拌轉速250～400轉/分，攪拌時間3～6小時；

C.2將一浸混合液進入一浸過濾系統，得洗滌濾餅；濾液進入循環結晶池，其中溢流液進行循環浸出；洗滌水進入儲罐；作為步驟C.1(由于加熱浸出導致的缺水)浸出補水，或和步驟B.2的配料用水；

當結晶池晶體形成100～500mm厚度時，進入結晶體過濾，過濾后得到結晶體；其濾液進入循環結晶溢流池進行浸出；

D、二段浸出