[發(fā)明專利]高鐵煤矸石酸浸液分離鋁鐵的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110392345.2
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102515280A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏舉佩;張召述;任雪嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;C01F7/02;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

????本發(fā)明涉及一種高鐵煤矸石酸浸液分離鋁鐵的方法，屬于煤系固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

????中國是一個以煤炭為主要能源的發(fā)展中國家，在一次能源消耗中，煤炭占70%以上，所占比重高出世界平均水平的一倍以上，并且在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，中國的能源結(jié)構(gòu)仍是以煤炭為主。?

煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是SiO₂、Al₂O₃，另外還含有數(shù)量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。其排放量相當(dāng)于當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10％左右，目前已累計堆存45億噸，占地約12萬公頃，是目前我國排放量最大的工礦業(yè)固體廢棄物之一。煤矸石的大量堆放，不僅壓占土地，影響生態(tài)環(huán)境，矸石淋溶水將污染周圍土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在適宜的條件下發(fā)生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染大氣環(huán)境，影響礦區(qū)居民的身體健康。?隨著國家環(huán)保執(zhí)法力度的不斷加大，人們對環(huán)境質(zhì)量要求的提高，解決煤矸石污染環(huán)境問題顯得越來越突出，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用，其利用途徑概括起來主要有以下幾種：（1）回收煤炭和黃鐵礦，殘余物用作建筑材料；（2）用于發(fā)電：主要用洗中煤和洗矸混燒發(fā)電，混合物發(fā)熱量每kg約2000大卡，爐渣可生產(chǎn)爐渣磚和爐渣水泥；(3)?制造建筑材料：代替粘土作為制磚原料，利用煤矸石本身的熱值，節(jié)約煤炭；?（4）代替粘土組分生產(chǎn)普通水泥，燒結(jié)輕骨料；（5）煤矸石還可用于生產(chǎn)低熱值煤氣，制造陶瓷，制作土壤改良劑，或用于鋪路、井下充填、地面充填造地等。

煤矸石中氧化鋁、氧化鐵含量與煤的形成過程、周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般氧化鋁含量在20%左右、氧化鐵含量在8%左右，我國南方地區(qū)的氧化鋁含量偏低，氧化鐵偏高；北方如內(nèi)蒙、山西等地氧化鋁含量則高達(dá)40%左右，氧化鐵則低至3%以下，是我國未來最為保貴的鋁資源。在低鐵高鋁煤矸石酸法提鋁方面，許多研究人員做了大量的研究工作，獲得了具有創(chuàng)新性的成果，如專利CN1048687?一種用煤矸石生產(chǎn)硫酸鋁的方法，將煤矸石進(jìn)行焙燒，粉碎成粉狀，按濃流酸比煤矸石粉為1比2.5，濃硫酸稀釋成16～18Be的稀酸加入煤矸石粉中，在120～140℃，2～2.5kg／cｍ2條件下反應(yīng)1.2～2小時，經(jīng)沉淀去渣，產(chǎn)品質(zhì)量符合HG1－32－77粗制二級標(biāo)準(zhǔn)要求；專利CN1072657?一種用煤矸石生產(chǎn)硫酸鋁的方法，將煤矸石粉碎成粉狀，不經(jīng)焙燒，直接與濃度為40～70％（重量）的硫酸在反應(yīng)器中混合，攪拌，通蒸氣升溫使反應(yīng)器壓力為3.5～8kg／cm2，反應(yīng)4～6小時，經(jīng)沉降去渣，濃縮結(jié)晶，得白色塊狀固體，產(chǎn)品質(zhì)量符合HC1－32－77精制一級標(biāo)準(zhǔn)；專利CN1174172?是一種用煤矸石生產(chǎn)硫酸鋁的方法，經(jīng)過對煤矸石破碎焙燒、出爐冷卻、浸出、沉淀、過濾、中和、再過濾、濃縮、結(jié)晶等工藝過程得產(chǎn)品硫酸鋁；專利CN1915829是一種用煤矸石制取硫酸鋁、硅酸鈉及其衍生產(chǎn)品的方法，將煤矸石用鍔式破碎機(jī)破碎，焙燒除掉有機(jī)物，用球磨機(jī)粉碎，使80％通過200目篩，將煤矸石粉置于反應(yīng)釜中和濃度40％～60％的硫酸進(jìn)行反應(yīng)，生成硫酸鋁溶液；將生成的硫酸鋁溶液過濾、送入精制罐中，加入硫化鋇?BaS除鐵；專利CN1392109?是綜合利用煤矸石聯(lián)產(chǎn)電、鋁、水泥生產(chǎn)工藝，電廠廢料粉煤灰為制鋁原料，經(jīng)破碎、煅燒、浸取、過濾、脫硅、碳分等工序生產(chǎn)氧化鋁。用高鐵煤矸石酸浸提鋁鐵并進(jìn)行溶液鋁鐵的分離則沒有公開報道，亦未見有關(guān)硫酸鋁鐵鹽溶液分離鋁鐵的公開報道。

發(fā)明內(nèi)容：

????本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種利用高鐵煤矸石酸法浸取鋁鐵并進(jìn)行鋁鐵分離的方法。這種方法為高鐵煤矸石回收有價元素提供一種新的工藝技術(shù)，為氫氧化鋁及鐵紅顏料產(chǎn)品開辟了新的原料資源，能實(shí)現(xiàn)煤矸石有效高附加值綜合利用。