專利名稱：新型粉煤灰提取氧化鋁工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉煤灰的精細(xì)化綜合利用的技術(shù)，特別涉及一種以粉煤灰為原料提取氧化鋁的新型工藝。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤電廠發(fā)電過程中的廢棄物，由于我國有豐富的煤炭資源，電力工業(yè)是以煤炭發(fā)電為主，隨著電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大，廢棄物粉煤灰排放量成倍增長(zhǎng)，不僅占用了大量的土地，而且還對(duì)人類的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。針對(duì)粉煤灰中主要含有AI2O3、SiO2、Fe3O4的特點(diǎn)，綜合利用粉煤灰，讓粉煤灰變廢為寶具有重要的意義。
世界各國在粉煤灰綜合利用方面主要是提取粉煤灰中的AI2O3，而提取粉煤灰用于工業(yè)化生產(chǎn)工藝的只有石灰石燒結(jié)工藝。石灰石燒結(jié)工藝在原料配比方面，是以CaO∶AI2O3＞1、CaO∶SiO2≥2進(jìn)行配料的，在1340～1450℃下使CaO和粉煤灰中AI2O3反應(yīng)生成鋁酸鈣，然后再加入Na2CO3溶液的條件下，發(fā)生置換反應(yīng)生成鋁酸鈉。鋁酸鈉在經(jīng)過脫硅、碳化、分解等程序后生成產(chǎn)品AI2O3。
現(xiàn)有技術(shù)的石灰石燒結(jié)工藝由于是在1340～1450℃下進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)的，在原料配比方面配入了大量的石灰石，所以，相對(duì)來講存在工藝流程復(fù)雜、設(shè)備投資大、能耗高、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)生的殘?jiān)看蟮炔焕蛩亍?br> 本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新型粉煤灰提取氧化鋁的工藝，該工藝操作簡(jiǎn)單，成本低，無污染，氧化鋁提取率高，安全且節(jié)能。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所提供的新型粉煤灰提取氧化鋁工藝包括下述步驟1)把粉煤灰加入到磁選機(jī)內(nèi)，通過磁選分離提取出黑色產(chǎn)品Fe3O4和不含F(xiàn)e3O4的粉煤灰；2)把通過磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料；3)把粉煤灰、熟石灰、氫氧化鈉溶液加入到攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌均勻；4)把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在460℃-500℃下運(yùn)行20～30分鐘；5)從外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行出來的固體混合物，直接進(jìn)入由硅鈣渣洗液或氫氧化鋁洗液組成的水解攪拌裝置內(nèi)，進(jìn)行水解，同時(shí)并添加3-6％Na2CO3，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在≥120轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)，在常壓、自溫下攪拌30～40分鐘，經(jīng)過濾后得到粗鋁酸鈉溶液和由硅鈣渣組成的固體混合物；6)把粗鋁酸鈉溶液加入到脫硅裝置內(nèi)，在粗鋁酸鈉溶液中加入1-3克/LCa(OH)2，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90～110轉(zhuǎn)/分鐘，粗鋁酸鈉溶液溫度控制在85℃～95℃的范圍內(nèi)進(jìn)行常壓脫硅，2～3小時(shí)后停止攪拌，經(jīng)過濾后得到Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.45～1.65，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液和3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O的固體；7)把脫硅后的鋁酸鈉溶液通過葉濾機(jī)進(jìn)行精濾，精濾后的鋁酸鈉溶液進(jìn)入晶體分解槽內(nèi)，在添加晶種的條件下進(jìn)行分解，分解后得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液；8)通過分解后的混合物經(jīng)過濾，得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液，固體AI(OH)3在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后可得到產(chǎn)品AI(OH)3和AI2O3。在第2)步驟中所述的配料是這樣進(jìn)行的磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液按Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.26、CaO∶SiO2＝1.86進(jìn)行配料。
在上述第5步驟中所述的硅鈣渣固體混合物在經(jīng)洗滌及其它程序處理后，可制成水泥及其它產(chǎn)品。
在上述的第7)步驟中所獲得的循環(huán)母液進(jìn)行濃縮后可在第2)步驟中進(jìn)行配料使用。
本發(fā)明的新型粉煤灰提取氧化鋁生產(chǎn)工藝與石灰石燒結(jié)工藝相比在原料配比方面，CaO的配入量只有CaO∶SiO2≥2，而與粉煤灰中的AI2O3發(fā)生反應(yīng)是Na2O而不是CaO。所以產(chǎn)生的殘?jiān)蓽p少一半。在反應(yīng)溫度方面，新型粉煤灰提取氧化鋁生產(chǎn)工藝是在480℃±20℃的條件下，粉煤灰中AI2O3和NaOH反應(yīng)生成鋁酸鈉的。因此新型粉煤灰提取氧化鋁生產(chǎn)工藝相對(duì)來講，具有工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、能耗低、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。
下面就有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明，現(xiàn)配合附圖和所給出的實(shí)施例進(jìn)行說明如下。


圖1是本發(fā)明粉煤灰提取氧化鋁工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，本發(fā)明所提供的粉煤灰提取氧化鋁工藝主要包括下述步驟粉煤灰磁選→粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料攪拌→把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)→水解→過濾→脫硅→過濾→分解→過濾→洗滌→煅燒→形成氧化鋁。
實(shí)施例1在一實(shí)施例中，采用的粉煤灰組成如下

本發(fā)明所提供的粉煤灰提取氧化鋁工藝下述步驟1將粉煤灰(不須粉碎)直接加入到磁選機(jī)內(nèi)，通過磁選分離可提取出黑色產(chǎn)品Fe3O4和粉煤灰；2把通過磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液按Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.26、CaO∶SiO2＝1.86進(jìn)行配料；3把粉煤灰、熟石灰、氫氧化鈉溶液加入到由普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌10～20min；4把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在480℃±20℃下運(yùn)行20～30min；5從外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行出來的固體混合物，直接進(jìn)入由硅鈣渣洗液或氫氧化鋁洗液組成的水解攪拌裝置內(nèi)，同時(shí)并添加5％Na2CO3，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在≥120r/min范圍內(nèi)，在常壓、自溫下攪拌30min～40min，經(jīng)過濾后得到粗鋁酸鈉溶液和由硅鈣渣組成的固體混合物。硅鈣渣固體混合物經(jīng)洗滌及其它程序處理后，可制成水泥及其它產(chǎn)品；6把粗鋁酸鈉溶液加入到脫硅裝置內(nèi)，在粗鋁酸鈉溶液中加入2g/LCa(OH)2，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90～110r/min，粗鋁酸鈉溶液溫度控制在85℃～95℃的范圍內(nèi)進(jìn)行常壓脫硅，2～3h后停止攪拌，經(jīng)過濾后得到Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.50～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液和3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O的固體，3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O可在下次循環(huán)中代替Ca(OH)2做晶種進(jìn)行脫硅；7把脫硅后的鋁酸鈉溶液通過葉濾機(jī)進(jìn)行精濾，精濾后的鋁酸鈉溶液進(jìn)入晶體分解槽內(nèi)，在添加晶種的條件下進(jìn)行分解，分解后得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液；8通過分解后的混合物經(jīng)過濾，得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液，固體AI(OH)3在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后可得到產(chǎn)品AI(OH)3和AI2O3；9通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，生產(chǎn)出的產(chǎn)品AI2O3達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰中的AI2O3實(shí)際提取率達(dá)到86～92％；10把過濾后得到的循環(huán)母液，送到多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行濃縮，使循環(huán)母液濃度增大，經(jīng)濃縮后的循環(huán)母液返回第1程序和粉煤灰繼續(xù)進(jìn)行混合配料溶出下一批產(chǎn)品。
實(shí)施例2采用的粉煤灰組成如下

實(shí)施步驟如下1將粉煤灰(不須粉碎)直接加入到磁選機(jī)內(nèi)，通過磁選分離可提取出黑色產(chǎn)品Fe3O4和粉煤灰；2把通過磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液按Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.26、CaO∶SiO2＝1.86進(jìn)行配料；
3把粉煤灰、熟石灰、氫氧化鈉溶液加入到由普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌10～20min；4把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在480℃±20℃下運(yùn)行20～30min；5從外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行出來的固體混合物，直接進(jìn)入由硅鈣渣洗液或氫氧化鋁洗液組成的水解攪拌裝置內(nèi)，同時(shí)并添加5％Na2CO3，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在≥120r/min范圍內(nèi)，在常壓、自溫下攪拌30min～40min，經(jīng)過濾后得到粗鋁酸鈉溶液和由硅鈣渣組成的固體混合物，硅鈣渣固體混合物經(jīng)洗滌及其它程序處理后，可制成水泥及其它產(chǎn)品；6把粗鋁酸鈉溶液加入到脫硅裝置內(nèi)，在粗鋁酸鈉溶液中加入2g/LCa(OH)2，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90～110r/min，粗鋁酸鈉溶液溫度控制在85℃～95℃的范圍內(nèi)進(jìn)行常壓脫硅。2～3h后停止攪拌，經(jīng)過濾后得到Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.50～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液和3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O的固體，3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O可在下次循環(huán)中代替Ca(OH)2做晶種進(jìn)行脫硅；7把脫硅后的鋁酸鈉溶液通過葉濾機(jī)進(jìn)行精濾，精濾后的鋁酸鈉溶液進(jìn)入晶體分解槽內(nèi)，在添加晶種的條件下進(jìn)行分解，分解后得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液；8通過分解后的混合物經(jīng)過濾，得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液，固體AI(OH)3在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后可得到產(chǎn)品AI(OH)3和AI2O3；9通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，生產(chǎn)出的產(chǎn)品AI2O3達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰中的AI2O3實(shí)際提取率達(dá)到86～92％；
10把過濾后得到的循環(huán)母液，送到多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行濃縮，使循環(huán)母液濃度增大，經(jīng)濃縮后的循環(huán)母液返回第1程序和粉煤灰繼續(xù)進(jìn)行混合配料溶出下一批產(chǎn)品。
以上所述則是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)手段，根據(jù)本文的揭露或教導(dǎo)可衍生推導(dǎo)出許多的變更與修正，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作出的等效改變，其所產(chǎn)生的作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋的實(shí)質(zhì)精神時(shí)，均應(yīng)視為在本發(fā)明的技術(shù)范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型粉煤灰提取氧化鋁工藝，其特征在于其工藝包括下述步驟1)把粉煤灰加入到磁選機(jī)內(nèi)，通過磁選分離提取出黑色產(chǎn)品Fe3O4和不含F(xiàn)e3O4的粉煤灰；2)把通過磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料；3)把粉煤灰、熟石灰、氫氧化鈉溶液加入到攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌均勻；4)把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在460℃-500℃下運(yùn)行20～30分鐘；5)從外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行出來的固體混合物，直接進(jìn)入由硅鈣渣洗液或氫氧化鋁洗液組成的水解攪拌裝置內(nèi)，進(jìn)行水解，同時(shí)并添加3-6％Na2CO3，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在≥120轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)，在常壓、自溫下攪拌30～40分鐘，經(jīng)過濾后得到粗鋁酸鈉溶液和由硅鈣渣組成的固體混合物；6)把粗鋁酸鈉溶液加入到脫硅裝置內(nèi)，在粗鋁酸鈉溶液中加入1-3克/LCa(OH)2，攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90～110轉(zhuǎn)/分鐘，粗鋁酸鈉溶液溫度控制在85℃～95℃的范圍內(nèi)進(jìn)行常壓脫硅，2～3小時(shí)后停止攪拌，經(jīng)過濾后得到Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.45～1.65，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液和3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O的固體；7)把脫硅后的鋁酸鈉溶液通過葉濾機(jī)進(jìn)行精濾，精濾后的鋁酸鈉溶液進(jìn)入晶體分解槽內(nèi)，在添加晶種的條件下進(jìn)行分解，分解后得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液；8)通過分解后的混合物經(jīng)過濾，得到固體AI(OH)3和循環(huán)母液，固體AI(OH)3在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后可得到產(chǎn)品AI(OH)3和AI2O3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型粉煤灰提取氧化鋁工藝，其特征在于在第2)步驟中所述的配料是這樣進(jìn)行的磁選機(jī)分離后的粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液按Na2O∶AI2O3摩爾比MR＝1.26、CaO∶SiO2＝1.86進(jìn)行配料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型粉煤灰提取氧化鋁工藝，其特征在于在上述第5步驟中所述的硅鈣渣固體混合物在經(jīng)洗滌及其它程序處理后，可制成水泥及其它產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型粉煤灰提取氧化鋁工藝，其特征在于在上述的第7)步驟中所獲得的循環(huán)母液進(jìn)行濃縮后可在第2)步驟中進(jìn)行配料使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粉煤灰提取氧化鋁工藝，其主要包括下述步驟粉煤灰磁選→粉煤灰和熟石灰、氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料攪拌→把攪拌混合后的灰漿用噴槍噴到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)→水解→過濾→脫硅→過濾→分解→過濾→洗滌→煅燒→形成氧化鋁。本發(fā)明的粉煤灰提取氧化鋁工藝優(yōu)點(diǎn)是該工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、能耗低、生產(chǎn)成本低等。
文檔編號(hào)C01F7/02GK101070173SQ20071011042
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者孫松濤, 方玉林 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古聯(lián)合工業(yè)有限公司