[發明專利]一種煤矸石生產納米氧化鋁粉體的方法

有效

• 申請號: 201710991217.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107500325B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉銀;冉小信;練偉;翟倩
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C01F7/44
• 分類號: C01F7/44;C01F7/22;B82Y40/00;C01B33/12;C01D3/08
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 侯桂麗

一種煤矸石生產納米氧化鋁粉體的方法，包括如下步驟：(1)將煤矸石處理為粉末后焙燒，得到活化后的煤矸石粉末；(2)將步驟(1)所得產物與鹽酸進行水熱輔助酸浸處理后固液分離；(3)向步驟(2)所得液體滴加氫氧化鈉溶液至pH等于13～14，固液分離；(4)向步驟(3)所得濾液中加入少量鹽酸至pH等于10～11，然后滴加少量可溶性淀粉溶液，再加入碳酸氫銨溶液至pH等于7～8，分離后洗滌燒結得到納米氧化鋁粉末。本發明的方法與其他方法相比具有能耗低，殘渣量少，納米氧化鋁提取率高的特點，同時整個過程中實現了資源循環和環保的理念，為煤矸石的綜合利用開辟了新的方法。

技術領域

本發明屬于發電、冶金、能源化工綜合生產過程中所排放的固體廢棄物的綜合利用技術領域，特別涉及一種利用煤矸石生產納米氧化鋁粉體的方法。

背景技術

煤矸石是指煤炭開采、洗選加工過程中產生的固體廢棄物，也是可利用的資源，具有雙重性。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外還含有數量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷等)。

從煤炭開采來看，中國每生產1億噸煤炭，排放矸石1400萬噸左右；從煤炭洗選加工來看，每洗選1億噸煉焦煤排放矸石量2000萬噸，每洗1億噸動力煤，排放矸石量1500萬噸。煤矸石的大量堆放，不僅壓占土地，影響生態環境，煤矸石淋溶水將污染周圍土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在一定的條件下會發生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染大氣環境，影響礦區居民的身體健康。

正是由于上述原因，對煤矸石的處理和資源化綜合利用始終受到國家的高度重視。目前煤矸石的主要利用方式是建材、回填、發電、等方面應用，以及部分高科技含量、高附加值的煤矸石綜合利用技術和產品。由于煤矸石中含有大量的鋁，根據矸石的組成，可以用來制取白炭黑、氧化鋁等產品，形成新的循環經濟產業鏈，其中最重要的產品是氧化鋁。目前，利用煤矸石提取氫氧化鋁粉體的工藝方法主要包括石灰石燒結法、堿石灰燒結法、酸浸法、微波助溶法、聯合法等。

如CN 101209849A公開了一種用煤矸石提取納米氧化鋁粉體的工藝方法，該方法是將原始煤矸石粉碎、磨細至一定粒度，在高溫焙燒一定時間，取一定濃度的鹽酸加入煤矸石，配制成一定固液比的混合液，然后用離心機對其進行固液分離，即得到Al₂O₃。該方法未經過磁選機除鐵，反應時會增加鹽酸的消耗，得到的納米氧化鋁粉體的純度不高。

CN 101450811A公開了一種煤矸石提取納米氧化鋁粉體的方法，該方法是將煤矸石粉磨后經煅燒、除鐵，與酸進行反應，得到含鋁溶液濃縮結晶后低溫煅燒，制得粗納米氧化鋁粉體，再將粗納米氧化鋁粉體與氫氧化鈉反應，得到偏鋁酸鈉母液，除去鐵、鈦雜質，向母液中加入氫氧化鋁粉體晶種并通入二氧化碳氣體進行種分，得到氫氧化鋁粉體沉淀，在經過煅燒即得到冶金級納米氧化鋁粉體。該方法工藝操作復雜，另外通入二氧化碳氣體調節pH不易控制，除去的氧化鐵等未能進行資源化利用。

CN 101759209A公開了一種從煤矸石中提取納米氧化鋁粉體與硅膠的生產方法，該方法采取焙燒活化、浸取過濾分離、碳分、碳酸鈉及水回收、硅鋁分離、熱解、鹽酸回收等步驟，獲得納米氧化鋁粉體和硅膠。該方法在煤矸石與碳酸鈉混合焙燒時容易結塊，使得反應不完全。另外在H₂SiO₃和Al(OH)₃混合物中加入鹽酸，反應后過濾，得到的AlCl₃溶液不純，所得硅膠純度不高。