[發(fā)明專利]以氧化鋁廠赤泥為添加劑制備固硫劑的方法、產(chǎn)品及應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110103912.8
• 申請(qǐng)日: 2011-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102212406A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓奎華;劉洪濤;路春美;李英杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C10L9/10
• 分類號(hào): C10L9/10;B01D53/81;B01D53/50
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢物處理和綜合利用與潔凈煤燃燒技術(shù)，尤其是一種以氧化鋁廠赤泥為添加劑制備固硫劑的方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前在工業(yè)廢氣的排放中，SO₂是最主要的大氣污染物之一，其中因燃煤排放的SO₂又占其總量的90％左右。天然石灰石因資源豐富、價(jià)格便宜而被廣泛用作燃煤流化床鍋爐固硫劑。為獲得較高的鍋爐熱效率，流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)行溫度往往高于石灰石最佳固硫溫度范圍，造成石灰石耗量大、鈣利用率低，加劇受熱面磨損等問(wèn)題。

造成石灰石固硫效果變差的主要原因是在燃燒過(guò)程中石灰石活性降低，而且溫度過(guò)高時(shí)，部分固硫產(chǎn)物CaSO₄將發(fā)生高溫分解，進(jìn)一步降低固硫效果。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了一系列研究，以期通過(guò)使用添加劑改善石灰石的活性，提高固硫產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性。石灰石調(diào)質(zhì)所選材料及方法是影響改性經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵，現(xiàn)有研究往往采用分析純金屬化合物或純?nèi)芤海笠?guī)模應(yīng)用于工程實(shí)際經(jīng)濟(jì)性不佳。

赤泥是以鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢渣，全世界每年排放的赤泥量約7000萬(wàn)噸，因礦石品味、生產(chǎn)方法、技術(shù)水平而異，通常每生產(chǎn)1噸氧化鋁大約產(chǎn)出1.0～1.8噸赤泥。我國(guó)是氧化鋁生產(chǎn)大國(guó)，赤泥產(chǎn)量約占全球1/3以上，但赤泥綜合利用率僅約4％，目前我國(guó)赤泥累積堆存量約2億噸。目前赤泥的處置方法主要是在堆場(chǎng)長(zhǎng)期堆放，山區(qū)主要是利用山谷、深坑等地形深坑堆放；沿海地區(qū)用管道直接輸入深海，自然沉積于海底。以上方法都要占用大量土地，耗費(fèi)大量堆場(chǎng)建設(shè)和維護(hù)的費(fèi)用，且赤泥中的化學(xué)成分滲入土壤，造成土地堿化、地下水污染等生態(tài)問(wèn)題。前人就赤泥的綜合利用進(jìn)行過(guò)一定研究，如用于生產(chǎn)建筑材料，制備無(wú)機(jī)化學(xué)材料、凈水吸附劑，回收其中的Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、SiO₂、Na₂O、CaO等氧化物以及K、Mg、Ni、Zr、Sc等微量元素，但由于赤泥本身化學(xué)成分和礦物組分差別很大，上述技術(shù)多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，均未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化利用，對(duì)赤泥進(jìn)行綜合利用方面的研究勢(shì)在必行。

采用赤泥作為固硫劑的添加劑的研究已見(jiàn)報(bào)道，赤泥的化學(xué)成分和組分含量因鋁土礦的產(chǎn)地和氧化鋁的生產(chǎn)工藝不同而異，根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)的不同工藝，赤泥主要分為拜耳法和燒結(jié)法兩種類型，目前人們采用赤泥作為固硫劑的研究，均采用堿含量較高的燒結(jié)法赤泥，如中國(guó)專利申請(qǐng)200810246590.0，公開(kāi)了一種赤泥固硫劑及利用赤泥進(jìn)行燃煤固硫的方法，但其采用赤泥直接作為燃煤固硫劑，雖固硫效果明顯，但相較于石灰石，赤泥資源并不廣泛，存在一定的地域性，影響其大規(guī)模開(kāi)展應(yīng)用，且其僅利用了燒結(jié)法赤泥，大量拜耳法赤泥因CaO含量較低，直接采用作為固硫劑固硫效果不理想，未被采作固硫劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分利用氧化鋁廠赤泥(包括拜耳法赤泥和燒結(jié)法赤泥)中含有豐富的對(duì)固硫有益的Na、K、Fe、Ti、Si、Al等元素，將赤泥用作調(diào)質(zhì)添加劑對(duì)天然石灰石進(jìn)行調(diào)質(zhì)改性，提供一種工藝簡(jiǎn)單、固硫效果好、提高固硫產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性、成本較低的以氧化鋁廠赤泥為添加劑制備固硫劑的方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種以氧化鋁廠赤泥為添加劑制備固硫劑的方法，包括以下步驟：

1).取天然石灰石，研磨破碎至0.105mm～0.3mm粒徑，備用；

2).取氧化鋁廠拜耳法赤泥和/或燒結(jié)法赤泥，以轉(zhuǎn)筒干燥和/或流化床干燥方式，使所述赤泥含水率低于10％，然后破碎至粒徑小于0.125mm，備用；

3).按照GB/T?176-2008給出的分析方法分別對(duì)步驟1)和2)備用的石灰石和所述赤泥進(jìn)行成分分析，確定石灰石中的Ca²⁺摩爾數(shù)和赤泥中的Na⁺、K⁺、Fe³⁺、Ti⁺的摩爾數(shù)，并以Me表示所述Na⁺、K⁺、Fe³⁺、Ti⁺摩爾數(shù)之和；

4).分析成分后，按Ca²⁺/Me摩爾比為15±3，將步驟1)和2)待用石灰石與赤泥進(jìn)行混合，加水?dāng)嚢杞n后，干燥至含水率低于10％；

5).將干燥后的樣品再次破碎、篩分至粒徑為0.1mm～0.3mm，即得固硫劑。