[發(fā)明專利]一種以粉煤灰為原料的干法燒成方法

有效

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• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105776268B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 張廣;麻樹春
• 申請（專利權）人: 杭州錦江集團有限公司
• 主分類號: C01F7/14
• 分類號: C01F7/14;C01F7/02
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發(fā)明屬于冶煉領域，具體涉及一種球團法冶煉鋁土礦的方法。

背景技術

由于特殊的成礦背景，在我國內蒙古中西部的部分煤炭資源中，賦存大量勃姆石和高嶺石等含鋁礦物。此煤炭資源主要分布于準格爾煤田、卓資山煤田及大青山煤田，其中氧化鋁含量達到9～13％。發(fā)電后產(chǎn)生的粉煤灰中氧化鋁含量可達40～50％，是一種非傳統(tǒng)的鋁土礦資源。每年僅內蒙古鄂爾多斯地區(qū)高鋁煤炭產(chǎn)量就達到1.2億噸，其中部分煤炭用于發(fā)電后產(chǎn)生近3000萬噸高鋁粉煤灰，其中內蒙古中西部地區(qū)約1400萬噸，集中堆存在呼和浩特、鄂爾多斯，具有較高經(jīng)濟開發(fā)價值的含鋁資源。

粉煤灰提取氧化鋁的工藝路線目前主要有堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法和氣體氯化法。堿法主要包括石灰石燒結法，堿石灰燒結法，預脫硅+堿石灰燒結法等；酸法主要包括：硫酸法、鹽酸法、硝酸法、氫氟酸法等。

而目前我國國內的工藝路線主要有：石灰石燒結法，預脫硅堿石灰燒結法，酸法，硫酸銨燒結法。以上幾種方案從工藝方面比較，均能實現(xiàn)粉煤灰中的氧化鋁和二氧化硅分別提取利用。石灰石燒結法存在產(chǎn)品單一、能耗較高、渣量大等缺點。預脫硅堿石灰燒結法按照“先硅后鋁”的生產(chǎn)工藝，主要的化學消耗材料如碳酸鈉和氫氧化鈉基本實現(xiàn)了循環(huán)利用，但生產(chǎn)成本較高。酸法和硫酸銨法是按照“先鋁后硅”的生產(chǎn)工藝，可實現(xiàn)硫酸銨和鹽酸的循環(huán)利用，得到的產(chǎn)品為氧化鋁、硅副產(chǎn)品等，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣僅為預脫硅堿石灰燒結法的50％，渣量相對較少。但酸法設備投資很高，且生產(chǎn)維護費用也很高，而且生產(chǎn)過程還會造成較大的環(huán)境壓力。硫酸銨法雖然克服了設備的相對腐蝕及對環(huán)境造成的壓力，但在規(guī)模化生產(chǎn)情況下，設備的大型化還存在困難，生產(chǎn)工藝也需要進一步探索，工藝的可靠性還不是很確定。目前我國能夠實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的粉煤灰提取氧化鋁的工藝只有堿石灰燒結法，但由于成本居高，虧損嚴重。

如何有效利用粉煤灰，解決我國鋁土礦資源的不足及工業(yè)固廢利用，是本領域企業(yè)面對的挑戰(zhàn)和機遇。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種粉煤灰的綜合利用方法，結合干法燒結、全種分和高濃度堿液蒸發(fā)技術，實現(xiàn)粉煤灰的干法燒成，獲得氧化鋁、液堿等多種產(chǎn)物。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為：

一種粉煤灰的干法燒成技術，包括以下步驟：

(1)用石灰石粉、粉煤灰、純堿及蒸發(fā)回收的循環(huán)堿液進行配料，配料比例為粉煤灰35～45％、石灰石26～35％、純堿5～15％，水分為12～21％，堿比為1，鈣比為1。

(2)將配好的料進入混料機進行充分混合；

(3)將混成料進入干燥器進行干燥，干燥完成的物料進入回轉窯進行燒結，燒結溫度控制在950～1350℃，燒結得到的熟料用冷卻機進行冷卻，然后采用立磨進行干磨，磨細到-0.074mm占90％以上的熟料粉末(粒度小于0.074mm的顆粒占90％以上)；

(4)將熟料粉加水或調整液進行溶出，液固比為3～4:1，溶出時間為15～20分鐘，溫度為75℃。

(5)將步驟(4)得到的熟料粉的渣用80～95℃熱水進行充分洗滌后進行脫堿，洗滌后的水為調整液；脫堿溫度160～200℃，時間1小時，液固比3～5:1，脫堿完的渣進行充分洗滌后得到副產(chǎn)品硅酸鈣，可以用于建材和土壤調理。

(6)將步驟(4)溶出得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后脫硅，脫硅溫度160～180℃，時間1～2小時，

(7)將步驟(6)脫硅得到的溶液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到Al(OH)₃，然后焙燒得到氧化鋁；

(8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為Na₂O280～300g/L，然后再進行第二步蒸發(fā)，得到堿液濃度為Na₂O 500～600g/L；將步驟(5)得到的脫堿液也同樣進行兩步蒸發(fā)得到堿液濃度為Na₂O 500～600g/L，作為液堿副產(chǎn)品用于氧化鋁行業(yè)原料。

(9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進行加種子降溫結晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到步驟(6)中進行溶解循環(huán)。結晶條件為：首溫80～110℃，末溫40～50℃，時間6～8小時。

(10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進行混合，然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實現(xiàn)堿液循環(huán)。