[發明專利]一種粉煤灰提鋁渣的脫堿方法

有效

• 申請號: 201610350145.3
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN107416874B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 馬淑花;汪澤華;丁健;鄭詩禮;王曉輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01F7/08
• 分類號: C01F7/08
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王蔚

本發明提供了一種粉煤灰提鋁渣的脫堿方法，包括以下步驟：1)將粉煤灰提鋁渣加入碳酸鈉溶液攪拌混合成漿料；2)將步驟1)得到的漿料加入反應器進行脫堿反應；3)將脫堿反應后的漿料過濾，得到濾液和濾餅；4)將濾餅用水進行多級逆流洗滌，洗凈后得脫堿渣。本發明適用于處理濕法從粉煤灰提取氧化鋁后得到的以硅酸氫鈉鈣為主要成分的堿渣，經過脫堿處理后，粉煤灰提鋁渣中Na₂O含量由17％左右降低至1％左右，脫堿渣可用于生產硅酸鈣絕熱材料或硅酸鈣板。本發明過程中沒有低濃度堿液產生，工藝簡單，能耗低，適用于工業化生產，且可實現粉煤灰中硅組分的高值化利用，又可避免粉煤灰提鋁渣對環境形成二次污染。

技術領域

本發明涉及一種固體廢棄物的處理技術，尤其涉及一種粉煤灰提鋁渣的脫堿方法。

背景技術

我國鋁土礦資源日益短缺，而我國內蒙、山西等地蘊藏著豐富的高鋁煤資源，據統計，高鋁煤發電后將產生近150億噸高鋁粉煤灰，其中氧化鋁的含量50％左右，這相當于我國中等品位鋁土礦中氧化鋁的含量，是一種非常寶貴的氧化鋁生產原料。隨著我國鋁土礦資源供給矛盾日益突出，從高鋁粉煤灰等其它含鋁資源中提取氧化鋁越來越受到人們的重視。

目前，我國從粉煤灰提取氧化鋁技術主要有酸法、燒結法、硫酸銨法、濕法等。其中酸法存在設備腐蝕嚴重、酸介質回收困難、產品質量無法達標等缺點；燒結法存在燒結溫度高、能耗高、尾渣量大等缺點；硫酸銨法存在設備大型化困難、尾渣量大、氨氣排放量大等缺點。而中國科學院過程工程研究所發明的一種堿濕法從粉煤灰中提取氧化鋁的方法(中國專利CN102476820A)，提供了一種堿性介質下低溫濕法從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁的方法，具有反應條件溫和，能耗低，氧化鋁溶出率高，殘渣量小且可用作建材原料(如中國專利申請CN104276578A和CN105198308A)等優點，已經建成萬噸級示范工程且連續運行18天，受到了廣泛關注，例如中國專利CN103303952A、CN103663516A、CN103708479A和中國專利申請CN104030331A等公開的專利。

上述堿濕法產生的粉煤灰提鋁渣堿含量高，在用作建材原料前需要進行脫堿處理，并且回收堿介質。中國專利CN102476820A、CN103708479A和中國專利申請CN104276578A、CN105198308A均將提鋁渣加入稀氫氧化鈉溶液中進行脫堿反應，其中中國專利CN102476820A采用0～80g/L的稀氫氧化鈉溶液，中國專利申請CN104276578A采用Na₂O濃度為0.1～40g/L稀氫氧化鈉溶液，中國專利申請CN105198308A采用1～50g/L稀氫氧化鈉溶液，中國專利CN103708479A采用氫氧化鈉質量濃度為3％～8％的稀氫氧化鈉溶液；而中國專利CN103303952A和CN103663516A均將提鋁渣加水進行水熱反應脫鈉。目前為止，濕法產生的粉煤灰提鋁渣的脫堿方法均采用稀氫氧化鈉溶液或水，尚未見采用較高濃度堿溶液或碳酸鈉溶液的報道，現有方法均會產生大量稀氫氧化鈉溶液，導致堿介質回收利用困難，低濃度堿液若要返回粉煤灰預脫硅或者提鋁體系，需要進行蒸發提高濃度，其蒸發水量大，能耗高，難以工業化。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種粉煤灰提鋁渣的脫堿方法，該方法將粉煤灰提鋁渣加入Na₂O質量濃度為70～200g/L的高濃度碳酸鈉溶液進行脫堿反應，經過脫堿處理后，粉煤灰提鋁渣中Na₂O含量由17％左右降低至1％左右，脫堿渣可用于生產硅酸鈣絕熱材料或硅酸鈣板。由于碳酸鈉溶液濃度高，在循環利用時蒸發量小。此外，采用碳酸鈉作為反應介質時，脫堿產物微觀結構發生了較大變化，不僅產物洗水用量大幅降低，而且脫堿反應的液固比也可大幅降低。因此，新方法能耗大幅降低，經濟易行，能夠廣泛應用于工業化生產。

為達到上述目的，本發明提供了一種粉煤灰提鋁渣的脫堿方法，該方法包括如下步驟：