專利名稱：利用電石渣或氰氨渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機化工技術領域，涉及一種利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法。
背景技術：
從粉煤灰中提取氧化鋁是上世紀60年代從歐洲開始的，這個工藝稱《格日麥克一塔塔邦法》(簡稱《格塔法》)。先將粉煤灰和石灰石混合，煅燒后生成鋁酸鈣和硅酸鈣的燒結料，再用純堿(碳酸鈉)溶液將燒結料中鋁酸鈣變成可溶性的鋁酸鈉、氫氧化鈉和固狀的碳酸鈣，固、液分離后將二氧化碳通入濾液中，鋁酸鈉變成固狀氫氧化鋁和碳酸鈉，氫氧化鈉變成碳酸鈉留在溶液中，供循環(huán)使用，氫氧化鋁送入煅燒爐中去掉水分得到氧化鋁。
電石生產過程中產生大量電石渣，雙氰胺生產過程中也有大量廢渣排放，電石渣和雙氰胺渣的成分十分近似，現(xiàn)有技術只是將其作為水泥生產的原料。利用電石渣或氰胺渣作水泥生產的原料，在10年前只有濕法回轉窯的工藝，由于電石渣或氰胺渣流動性差，因此配比上不去(只有35％)、生料漿含水量高(42％)、煤耗高(比新干法窯高一倍)。
中國專利“綜合利用煤矸石聯(lián)產電、鋁、水泥生產工藝(CN02116060.0)公開了一種利用煤矸石生產氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，該方法制鋁工藝流程是以粉煤灰和石灰石為主要原料，經破碎、煅燒、浸取、過濾、脫硅、碳分等工序生產氧化鋁；水泥生產流程是利用氧化鋁生產中產生的硅鈣渣為主要原料，經配料、研磨、煅燒和粉磨等工序生產水泥。
以上的制鋁工藝流程與傳統(tǒng)方法并無區(qū)別，還需使用石灰石為原料，加大了生產成本。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺陷提供一種利用電石渣或氰氨渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法。
本發(fā)明的目的按照下述技術方案實現(xiàn)利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，以高鋁粉煤灰為鋁源，以電石渣或氰胺渣為鈣源，兩者混合煅燒生成鋁酸鈣和硅酸鈣燒結料，再通過純堿溶出、脫硅、炭分、再煅燒過程得到氧化鋁；以上過程中濾出的渣料作為生產水泥的硅鈣料用于煅燒水泥；以上電石渣或氰胺渣和粉煤灰在煅燒時采用濕磨干燒工藝；所述濕磨干燒工藝是指將電石渣或氰胺渣和粉煤灰按配比濕態(tài)下混合磨漿，在煅燒前用壓濾機壓成含水少于20％的料餅，再進入成球、烘于裝置內，烘干后進入煅燒爐煅燒；所述燒結料采用自粉化冷卻工藝，首先用風冷將燒結料急冷到650-700℃，短時間保溫后用水將燒結料驟冷到200℃，使燒結料成為0.5-20微米的顆粒。
本發(fā)明用電石渣或氰胺渣代替石灰石作提取氧化鋁的介質，一是減少石灰石資源的開采(格塔法生產1噸氧化鋁需8～9t石灰石)；二是電石渣或氰胺渣本身是一種廢渣，以廢治廢是對《格塔法》的一種突破和創(chuàng)新。
具體實施例方式1、提取氧化鋁的工藝1)配料工藝表1是一種粉煤灰和氰胺渣的組分，根據(jù)理論計算，提取1000kg氧化鋁需3000kg粉煤灰、6060kg電石渣，電石渣呈漿狀，含有難磨的炭化硅顆粒狀物質，需用淘泥機進行漿、砂分離，分離后電石渣漿顆粒很細，不必再進磨處理，直接打入料漿庫待配，粉煤灰60％成粉狀，40％成粒狀，需進磨細磨后再打入料漿庫；兩種料漿按事先計算好的比例混料，然后送入攪拌池，用機耙和壓縮空氣均化。
表1粉煤灰和電石渣的組分
2)燒結料的煅燒工藝按照“濕磨干燒”的工藝，配制料漿在進窯前先用壓濾機壓成含水20％的料餅，然后送入帶鎖風裝置和成球裝置的烘干機內，完成生料的烘干和預熱。
烘干后的生料進入回轉窯后進一步的升溫，隨后就發(fā)生分解、共熔、液相過程。這時溫度控制很重要，不宜大高，希望燒結料中SiO2，都生成β-C2S，Al2O3則以C5A3或C11A7和CA形式存在，不希望有C3S、C4AF礦物形成。
3)燒結料的自粉化工藝燒結料的自粉化是整個工藝一個關鍵點。自粉化除了燒結成分的控制外，燒結料冷卻過程也至關重要，這里設計了專門的篦冷機，第一階段用風將燒結料急冷到650-700℃，完成β-C2S向r-C2S轉化；第二階段保溫一個短時間；第三階段用水將燒結料驟冷到200℃，從而使燒結料的成為0.5-20微米的顆粒。
4)溶出工藝燒結料中的5CaO·3Al2O3，在純堿(碳酸鈉)溶液中生成易溶解的鋁酸鈉，而生成的碳酸鈣和硅酸二鈣留在渣中，這就達到了鋁和硅鈣分離的目的。
5)脫硅工藝除去碳酸鈣和硅酸二硅后的溶液稱為粗液，中間有部分硅酸鈉留在溶液中，它將影響最后氧化鋁的純度，因此，在粗液中可加入部分(CaO)，使其成為硅酸鈣固體后除去，除去SiO2后的溶液稱為NaAlO2精液.
6)炭分工藝炭分就是在NaAlO2精液中通入CO2氣；炭分一是得到固體的氫氧化鋁，二是將鈉離子重新變成碳酸鈉供循環(huán)使用，CO2氣要求濃度達到30-40％。
7)氫氧化鋁煅燒工藝氫氧化鋁脫水后就成為氧化鋁，這個煅燒過程選用蒸汽內熱式煅燒窯，一般通入2.9-3.3MPa的中壓蒸汽，溫度在150-190℃，保證成品氧化鋁含水量小于6％。氧化鋁可作為電解鋁的原料、人造寶石原料、高級耐火材料等。
2、用硅鈣渣做水泥的工藝1)配料工藝由于硅鈣渣有較好的濾水性，因此選用干法生產工藝以降低煤耗和提高熟料質量；硅鈣渣中有大量細粉，為了減低電耗，渣烘干經過選粉后，細粉直接入庫；剩余的顆粒和石灰石、廢白灰、鐵粉、粉煤灰，按比例配料后入磨，磨好的生料在庫中用壓縮空氣均化。
2)熟料的燒結和冷卻完成均化的生料，首先喂進5級旋風預熱器，短時間內生料溫度上升到700℃；預熱后的生料進入分解爐，分解爐中一定量的燃料及適量的熱空氣使生料迅速分解，并有少量硅酸鹽生成；分解后的高溫生料進入回轉窯后，大大減少回轉窯熱負荷，從而使窯的生產能力成倍增長，延長窯襯壽命，穩(wěn)定窯的操作。
迅速冷卻熟料，對于改善熟料質量有良好的效果(早強好、易磨性好)。
3)水泥粉磨工藝本方案采用水泥熟料和混合材(粉煤灰)分磨的工藝，其目的是提高混合材在水泥中的比例。
權利要求
1.利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，其特征在于以高鋁粉煤灰為鋁源，以電石渣或氰胺渣為鈣源，兩者混合煅燒生成鋁酸鈣和硅酸鈣燒結料，再通過純堿溶出、脫硅、炭分、再煅燒過程得到氧化鋁；以上過程中濾出的渣料作為生產水泥的硅鈣料用于煅燒水泥；以上電石渣或氰胺渣和粉煤灰在煅燒時采用濕磨干燒工藝。
2.如權利要求1所述的利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，其特征在于所述濕磨干燒工藝是指將電石渣或氰胺渣和粉煤灰按配比濕態(tài)下混合磨漿，在煅燒前用壓濾機壓成含水少于20％的料餅，再進入成球、烘干裝置內，烘干后進入煅燒爐煅燒。
3.如權利要求1所述的利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，其特征在于所述燒結料采用自粉化冷卻工藝，首先用風冷將燒結料急冷到650-700℃，短時間保溫后用水將燒結料驟冷到200℃，使燒結料成為0.5-20微米的顆粒。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用電石渣從粉煤灰中提取氧化鋁聯(lián)產水泥的方法，其特征在于以高鋁粉煤灰為鋁源，以電石渣或氰胺渣為鈣源，兩者混合煅燒生成鋁酸鈣和硅酸鈣燒結料，再通過純堿溶出、脫硅、炭分、再煅燒過程得到氧化鋁；以上過程中濾出的渣料作為生產水泥的硅鈣料用于煅燒水泥；以上電石渣或氰胺渣和粉煤灰在煅燒時采用濕磨干燒工藝。本發(fā)明用電石渣或氰胺渣代替石灰石作提取氧化鋁的介質，一是減少石灰石資源的開采；二是電石渣或氰胺渣本身是一種廢渣，以廢治廢是對《格塔法》的一種突破。
文檔編號C04B7/00GK101085679SQ20061009205
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權日2006年6月6日
發(fā)明者張克嶷 申請人:張克嶷