[發明專利]一種綜合提取煤矸石中硅鋁鐵的方法

有效

• 申請號: 201110410815.3
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102515279A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 夏舉佩;張召述;楊榮;晁靜霞
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;C01F7/02;C01D5/00;C01B17/74;C01B33/12;B09B3/00
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1.一種綜合提取煤矸石中硅鋁鐵的方法，其特征在于：以煤矸石為原料，經破碎、粉磨、活化、酸浸、過濾，用活化渣中和酸浸過濾液中的游離酸，過濾得到中和酸浸液，在中和酸浸液中添加純堿溶液，調節PH值分離鐵和鋁，得到水合氧化鐵、氫氧化鋁及副產物硫酸鈉；在酸浸過濾后的酸浸渣中添加硫酸鈉和焦炭，經高溫熔融反應回收硅，制備水玻璃，同時回收二氧化硫制得硫酸，硫酸用于活化渣酸浸，水玻璃用碳酸鈉溶液稀釋，經碳化法處理得白炭黑，碳化液用于酸浸中和液分離鐵鋁。

2.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于本方法具體操作步驟如下：

（1）以煤矸石為原料，經破碎粉磨后，原料為過60目篩篩余量＜5%的粉體；

（2）在750～850℃對煤矸石進行活化，活化時間5～60min，得到活化渣；

（3）活化渣用硫酸溶液進行酸浸，活化渣：硫酸溶液的質量比為1：3～4，酸浸溫度為90～95℃，反應時間4h，過濾分離；

（4）在酸浸過濾液中添加活化渣中和游離酸至溶液PH值為1～2，反應溫度為90～95℃，過濾得到中和酸浸液；?

（5）在90～95℃下向中和酸浸液中添加純堿溶液，調節PH值分離鐵和鋁，當PH值為3.8～3.9時恒溫1h，過濾分離得到水合氧化鐵，繼續添加純堿溶液，當PH為6～8時恒溫1h，過濾分離得到氫氧化鋁，分離鐵鋁后的溶液經濃縮，結晶后得到硫酸鈉，硫酸鈉用于硅的回收；

（6）在酸浸過濾后的酸浸渣中添加無水硫酸鈉和焦炭，酸浸渣中SiO₂與無水硫酸鈉的摩爾比為1:1～3.5，焦炭中固定碳含量與無水硫酸鈉摩爾比為1:2，在900～1250℃下進行熔融反應，反應時間20～40min，熔融物經驟冷和熱熔后制得水玻璃，同時回收二氧化硫制得硫酸，硫酸回用于酸浸處理，水玻璃用質量百分比濃度為3～5%的碳酸鈉溶液稀釋，水玻璃和碳酸鈉溶液的質量比為4:1，低溫下經碳化法處理1.5～2.5h，得到白炭黑，碳化液回用于分離鐵鋁。

3.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于：硫酸溶液質量百分比濃度為30～70%。

4.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于：純堿溶液質量百分比濃度為8～15%。

5.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于：碳化法處理過程中通入二氧化碳氣體，二氧化碳體積百分比濃度為20～50%。

6.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于：碳化法生產白炭黑在低溫條件下進行，溫度為20～30℃。

7.根據權利要求1所述的綜合提取煤矸石中硅鋁鐵方法，其特征在于：煤矸石煅燒活化在循環流化床、固定床或馬弗爐中進行。