本發(fā)明涉及煤炭除灰領域,具體涉及一種煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法。
背景技術:
1、中國煤炭儲量大,但煤質總體較差,灰分含量高,經過多年開采,煤質不斷下降。為此需要對煤炭進行除灰精制,以促進煤的清潔高效利用。
2、近年來,有關煤炭除灰精制的專利技術,主要可以分為:煤炭物理分離除灰方法,如cn105728156a、cn102274802a等所公開的;煤炭化學除灰方法,如cn107892971a、cn107674725a等所公開的;煤炭溶劑萃取方法,如cn102512846a、cn105498279a等所公開的。其中,煤炭化學除灰方法適應性強,除灰效率高,但伴隨著除灰廢液的處理問題。
3、cn101864335a公開了一種用于提高燃煤發(fā)電設備的聯(lián)合循環(huán)效率的脫水系統(tǒng)和過程,將氫氟酸法除灰產生的廢水使用反滲透膜技術處理,但未能給出資源化利用方案。
4、cn111909750a公開了一種煤炭化學除灰產生廢液的利用方法和煤炭除灰方法,將堿液再生后的鋁硅鈣殘渣,加入稀酸轉化,將得到的濾液與廢酸合并處理,用于提取硫酸鋁,但是該流程較為復雜且屬于酸法提取工藝,應用上會有一些限制。
5、我國是氧化鋁的生產大國,但鋁土礦資源極度缺乏,因此嚴重依賴進口。從粉煤灰中提鋁是近年的研究熱點,旨在補充國內市場上鋁土礦的短缺,但是目前粉煤灰提鋁技術的能耗高,提鋁率低,因此經濟效益較差。如果能從煤炭化學除灰廢液中高效提取出可滿足市場需要的氧化鋁,則有利于減少我國鋁土礦的對外依存度。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,實現(xiàn)在處理化學法煤炭除灰產生廢液的同時高效提取煤炭灰分中的氧化鋁。
2、為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供了一種煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,包括以下步驟:
3、(1)將煤炭進行堿法除灰,得到除灰堿液和堿法除灰煤;
4、(2)將所述堿法除灰煤進行酸法除灰,得到除灰酸液和除灰煤炭;
5、(3)將除灰堿液與鈣劑混合,得到再生堿渣和再生堿液;
6、(4)將所述再生堿渣與碳酸氫鹽和/或碳酸鹽混合,固液分離后得到鋁酸鹽溶液ⅰ;
7、(5)將所述除灰酸液進行加熱焙燒,得到焙燒酸渣;
8、(6)將所述焙燒酸渣進行洗滌,再用堿液溶解,固液分離后得到鋁酸鹽溶液ⅱ;
9、(7)將鋁酸鹽溶液ⅰ和鋁酸鹽溶液ⅰi混合,用于生產氧化鋁。
10、本發(fā)明針對煤炭化學除灰產生的廢液,提供了一種綜合處理方案,與現(xiàn)有技術相比,具有以下優(yōu)點:
11、一、使用鈣劑將除灰堿液中的鋁固定為再生堿渣,同時回收可在堿法除灰中使用的再生堿液;
12、二、使用碳酸氫鹽和/或碳酸鹽進一步將再生堿渣中的鋁轉化為鋁酸鹽溶液,用于后續(xù)生產氧化鋁,實現(xiàn)了除灰堿液的資源化利用;
13、三、利用加熱焙燒將除灰酸液中的鋁固定為焙燒酸渣,同時回收利用在酸法除灰中使用的揮發(fā)性酸液;
14、四、利用洗滌和堿液溶解進一步將焙燒酸渣中的鋁轉化為鋁酸鹽溶液,實現(xiàn)了除灰酸液的資源化利用;
15、五、從除灰酸液和除灰堿液中提取出的鋁酸鹽溶液,可直接用于主流堿法氧化鋁制備工藝,最終實現(xiàn)了煤炭化學除灰廢液的綜合利用。
16、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將通過隨后的具體實施方式予以詳細說明。
1.一種煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(1)中堿法除灰所用的堿為包含氫氧化鈉和/或氫氧化鉀的堿液,濃度為3-99wt.%;
3.根據(jù)權利要求1或2所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(2)中酸法除灰所用的酸液為硫酸、鹽酸或者硝酸中的一種或多種;
4.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(3)中鈣劑為氧化鈣和/或氫氧化鈣;
5.根據(jù)權利要求1或4所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(3)中混合的反應溫度為10-99℃,優(yōu)選為40-90℃;反應時間為0.1-5h,優(yōu)選為0.5-3h。
6.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(4)中碳酸氫鹽為碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀,碳酸鹽為碳酸鈉和/或碳酸鉀。
7.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(4)中混合的反應溫度為60-180℃,反應時間為0.1-5h。
8.根據(jù)權利要求1或7所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(4)中碳酸氫鹽和/或碳酸鹽的用量為再生堿渣重量的0.1-1.2倍,優(yōu)選為再生堿渣重量的0.4-0.8倍。
9.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(5)中加熱焙燒分為加熱蒸發(fā)和固體焙燒兩個階段;
10.根據(jù)權利要求1所述的煤炭除灰直接提取氧化鋁的方法,其特征在于,所述步驟(6)中堿液為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液;