[發明專利]一種高鋁粉煤灰預脫硅同步降低堿含量的方法

無效

• 申請號: 201310183477.3
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103332710A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 公彥兵;孫俊民;張生;張戰軍;楊會賓;王勇;許學斌
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B09B3/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及粉煤灰預脫硅技術領域，特別涉及一種高鋁粉煤灰預脫硅的同時降低堿含量的方法。

背景技術

氧化鋁是生產鋁錠的主要原材料。世界上95%以上的氧化鋁是通過鋁土礦生產的。我國是世界最大的氧化鋁生產國，目前每年氧化鋁產量超過3000萬噸。但同時我國鋁土礦資源相對匱乏，鋁土礦儲量僅占世界總儲量的7%左右，且多為難處理的一水硬鋁石礦，資源問題已經成為我國氧化鋁工業可持續發展的主要瓶頸。

而我國內蒙古中西部和山西北部等地區的煤炭發電后產生的高鋁粉煤灰儲量豐富，僅內蒙準格爾煤田潛在的高鋁粉煤灰資源蘊藏量就達150億噸，相當于我國目前鋁土礦保有儲量的8倍以上，并且部分高鋁粉煤灰中氧化鋁含量可達到40%-50%。近幾年來，我國各大院校和科研單位積極開展了高鋁粉煤灰提取氧化鋁新工藝研究，主要工藝方法為：預脫硅-堿石灰燒結法、一步酸溶法、硫酸銨燒結-拜耳法、石灰石燒結-低溫拜耳法等，其中酸法因存在對設備材質腐蝕嚴重、產品雜質含量較高難以生產冶金級氧化鋁等問題難以實現大規模工業化生產，硫酸銨燒結法存在渣相流量大、氨氣回收利用難等缺點也沒有產業化實例，石灰石燒結法與堿石灰石燒結法類似，但其渣量更大、能耗更高，并且回收率較堿石灰石燒結法稍低，而預脫硅-堿石灰燒結法是目前唯一實現工業化生產并取得成功的工藝方法，公開日期為2011年11月23日的中國專利“高鋁粉煤灰生產氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法”，申請號為CN201110117710公開了此工藝的技術特點。

然而該專利采用高溫高壓的預脫硅工藝，需要高壓預脫硅槽等難操作的設備，而且得到的脫硅灰含有大量無法通過洗滌除去的化學堿。堿進入氧化鋁生產系統后造成硅酸鈣制備系統和氧化鋁生產系統堿不平衡，需要增加蒸發排鹽、碳堿苛化等工序，同時消耗大量石灰乳作為苛化原料，增加了大量成本。因此如何提供一種新的預脫硅生產工藝，避免高壓預脫硅并且降低脫硅灰中的化學堿含量，使兩系統達到堿平衡是有待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高鋁粉煤灰預脫硅同步降低堿含量的方法，解決了現有的高鋁粉煤灰預脫硅的方法存在的產生的脫硅灰堿含量高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高鋁粉煤灰預脫硅同步降低堿含量的方法，包含：控制高鋁粉煤灰與氫氧化鈉溶液的預脫硅反應在常壓下進行；所述氫氧化鈉溶液的質量百分濃度為5%-13.5%。

進一步地，本方法還包含：所述預脫硅反應的溫度為60℃-100℃。

進一步地，本方法還包含：按ml/g計，控制所述氫氧化鈉溶液與所述高鋁粉煤灰的液固比為2：1-5：1之間。

進一步地，本方法還包含：控制所述預脫硅反應的反應時長為1.5-3h。

實驗發現高鋁粉煤灰預脫硅采用高溫高壓工藝會產生大量的方鈉石物相，該物相中含有大量的氧化鈉，而該種物相難溶于水，因此很難洗去其中包含的大量的氧化鈉。而采用發明提供的方法則大大減少了方鈉石相的生成，從而減少了生成物里面的氧化鈉。采用本方法處理高鋁粉煤灰，可使脫硅后的高鋁粉煤灰氧化鈉含量達到2.8%以下，同時使氧化硅溶出率達到39%以上，脫硅后的高鋁粉煤灰鋁硅比達到2.1以上，低堿低硅的脫硅粉煤灰采用堿石灰燒結法提取氧化鋁，脫硅液可加入石灰生產活性硅酸鈣，使硅酸鈣生產系統與鋁生產系統達到堿平衡，從而減少了鋁生產系統的蒸發排鹽、碳堿苛化等工藝。

本發明提供的高鋁粉煤灰預脫硅同步降低堿含量的方法，通過控制預脫硅反應在常壓下進行，同時通過調整反應溫度及氫氧化鈉溶液的濃度，降低了脫硅中的堿含量的同時，還避免了高壓脫硅，從而降低了生產成本。

具體實施方式

本發明實施例提供的高鋁粉煤灰預脫硅同步降低堿含量的方法，將高鋁粉煤灰與氫氧化鈉溶液導入常壓容器中，控制氫氧化鈉溶液與高鋁粉煤灰的體積質量比為在2：1-5：1之間,在攪拌加熱的條件下進行反應1.5-3h，反應結束后進行固液分離得到粉煤灰濾餅和脫硅液，將粉煤灰濾餅經過洗滌后得到低硅低堿的脫硅灰；其中，洗滌濾餅所得洗滌液用于下批次脫硅時調整反應體系的液固比或苛化生石灰消化用水；其中，氫氧化鈉溶液的濃度控制在5%-13.5%之間，同時預脫硅反應溫度為60℃-100℃。

實施例1：