[發明專利]一種煤矸石中提取有價金屬的工藝

有效

• 申請號: 201310302480.2
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103342376A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 齊明思;張峰;曹雄
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01B33/113
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤矸石中提取有價金屬的工藝。

背景技術

煤矸石是我國目前排放和堆放量最大的固體廢棄物，全國煤矸石總堆放量約45億t，造成極大的環境污染和資源浪費。合理利用煤矸石，不僅可以回收有用礦物、生產建筑材料以及一些常見的化學產品外，還可以提取Al₂O₃、SiO₂等高附加值產品。煤矸石中的礦物組成主要為高嶺石，其中的Al₂O₃含量可達20％～30％，是一種潛在的鋁資源。天然賦存未經自燃的煤矸石，幾乎不具有化學反應活性，很難直接加以提取利用。過去，人們采用煤矸石酸溶→AlCl₃水解→堿溶去鐵→碳化析出Al(OH)₃→洗滌→干燥→焙燒工藝提取Al₂O₃，但是此方法工藝復雜，并且能耗高，不利于工業生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種工藝簡單，耗能低，適用于工業化生產的煤矸石中提取有價金屬的工藝。

為了達到上述目的，本發明采用以下方案：

一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于包括以下步驟：

A、粗碎及細磨：將煤矸石粗碎成顆粒后細磨成粒徑小于1mm的細顆粒；

B、活化：將步驟A中的細顆粒放入500-600℃的爐內活化0.5-1小時；

C、酸熔：將步驟B中經過活化后的細顆粒放入容器中并加入硫酸溶液，在攪拌狀態下加熱至880-950℃，反應0.5-1小時，得到溶液和煤矸石酸解渣；

D、固液分離：趁熱將步驟C中的溶液采用濾餅過濾；

E、萃取：把步驟D的濾液加入到萃取液中，振蕩0.3-1小時，靜置分層；取下層液體加熱至80-120℃，濃縮、冷卻、結晶、破碎成顆粒；

F、加熱成型：對步驟E中的結晶顆粒加熱，直到變成粉末，把所述粉末置于管式爐中密閉加熱，即得有價金屬固體氧化鋁。

如上所述的一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于還包括以下步驟：

將步驟C中的煤矸石酸解渣放入三口燒瓶中并加入燒堿溶液；在攪拌狀態下加熱升溫至80-100℃，在反應過程中，對蒸發水蒸汽冷凝回流；持續反應1.5-2小時，將反應后的漿料倒入大燒杯中，沉降后采用濾餅過濾，得到水玻璃溶液；將水玻璃溶液按比例用水稀釋，置于三口燒瓶中，用水浴加熱，升溫至70-90℃；通入CO₂混合氣體，攪拌，速度為200轉/分，反應0.5-1小時；將反應后的漿料倒入大燒杯中，沉降后棄去上層清液，沉淀經真空抽濾；將濾餅放入烘箱中于100-120℃干燥，粉碎，即得白炭黑。

如上所述的一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于所述的酸溶液為硫酸。

如上所述的一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于步驟A中煤矸石粗碎成顆粒時的粒徑小于20mm。

如上所述的一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于所述的水玻璃溶液與水的稀釋比例為3∶1。

如上所述的一種煤矸石中提取有價金屬的工藝，其特征在于所述的CO₂混合氣體為CO₂與空氣的混合氣體。

綜上所述，本發明相對于現有技術其有益效果是：

本發明工藝簡單，通過對煤矸石粗碎、細磨、活化、酸熔、固液分離、萃取、加熱、加NaOH溶液、通CO₂氣體、攪拌、過濾、沉淀。即可得到氧化鋁和白炭黑這兩種有價金屬。使煤矸石綜合有效利用。本發明工藝耗能低，適用于工業化生產。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步描述：

實施例1

采用煤矸石制備氧化鋁：

A、粗碎及細磨：煤矸石經干燥后破碎成小于20mm的顆粒，再球磨成細度小于5％的粉體；

B、活化：取煤矸石粉適量平鋪在已經加熱到500-600℃的爐內，煅燒0.5-1小時，取出自然冷卻；

C、酸熔：將煅燒后的煤矸石置于三口燒瓶中，并加入計量好的酸溶液；在攪拌狀態下加熱升溫至反應所需溫度880-950℃，在反應過程中，對蒸發水蒸氣冷凝回流持續反應到規定時間：0.5-1小時；

D、固液分離：將反應后的料漿趁熱過濾，濾餅用清水洗滌2-3次，濾液稀釋成規定濃度，測試濾液中鐵離子和硫酸鋁的含量；