专利名称：：粉煤灰精细化综合利用新型工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及粉煤灰的精细化综合利用的技术，特别涉及一种以粉煤灰为原料提取氧化铝及精细化综合利用的新型工艺。
背景技术：
：粉煤灰是燃煤电厂发电过程中的废弃物，由于我国有丰富的煤炭资源，电力工业是以煤炭发电为主，随着电厂规模的不断扩大，废弃物粉煤灰排放量成倍增长，不仅占用了大量的土地，粉煤灰中有毒重金属和放射性元素还对人类的生存环境造成了严重污染。针对粉煤灰中主要含有AI203、Si02、Fe304的特点，综合利用粉煤灰，让粉煤灰变废为宝具有重要的意义。世界各国在粉煤灰综合利用方面主要是提取粉煤灰中的AI203,而提取粉煤灰用于工业化生产工艺的只有石灰石烧结工艺。石灰石烧结工艺在原料配比方面，是以CaO:AI203〉1、CaO:Si02>2进行配料的,在1340~1450。C下使CaO和粉煤灰中AL03反应生成铝酸钙，然后再加入化20)3溶液的条件下，发生置换反应生成铝酸钠。铝酸钠在经过脱硅、碳化、分解等程序后生成产品AI203。现有技术的石灰石烧结工艺由于是在1340-145(TC下进行烧结反应的，在原料配比方面配入了大量的石灰石，所以，相对来讲存在工艺流程复杂、设备^:资大、能耗高、生产成本高、产生的残渣量大等不利因素。酸浸取法提取氧化铝，需要添加氟化物做助溶剂，在助溶的过程中产生HF等有害气体，污染环境，而且还会造成对操作者的安全隐患。酸法浸取氧化铝液体中，杂质含量大，需要复杂的除杂工艺，并且该工艺配套设备在防腐蚀方面有待于解决。本
发明内容本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，粉煤灰精细化综合利用新型工艺，该工艺操作简单，成本低，无污染，氧化铝提取率高，安全且节能。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的，本发明所提供的新型粉煤灰精细化综合利用工艺包括下述步骤1)把粉煤灰加入到磁选机内，通过磁选分离提取出黑色产品Fe304和粉煤灰；2)把通过磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液进行配料；3)把粉煤灰、熟石灰、氬氧化钠溶液加入到搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌均匀；4)把搅拌混合后的灰浆送入外加热回转窑内，在常压低温下运行20~30分钟；5)从外加热回转窑内运行出来的固体混合物，直接进入由硅钓渣洗液或氢氧化铝洗液组成的水解搅拌装置内，进行水解，同时并添加3-5%Na2C03,搅拌装置转速控制在>120转/分钟范围内，在常压、自温下搅拌30~40分钟，经过滤后得到粗铝酸钠溶液和由硅钙渣组成的固体混合物；6)把粗铝酸钠溶液加入到脱硅装置内，在粗铝酸钠溶液中加入1-3克/LCa(0H)2,搅拌装置转速控制在90-11G转/分钟，粗铝酸钠溶液温度控制在85°C~95。C的范围内进行常压脱硅，2~3小时后停止搅拌，经过滤后得到Na20:AI203摩尔比MR=1.50~1.56,硅量指数A/S>250的铝酸钠溶液和3Ca0.AI203.xSi02.yH20的固体；7)把脱硅后的铝酸钠溶液通过叶滤机进行精滤，精滤后的铝酸钠溶液进入晶体分解槽内，在添加晶种的条件下进行分解，分解后得到固体AI(0H)3和循环母液；8)通过分解后的混合物经过滤，得到固体AI(0H)3和循环母液，固体AI(0H)3在经过洗涤、煅烧程序后可得到产品AI(0H)3和AI203。在第2)步骤中所述的配料是这样进行的磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液按Na20:Al203摩尔比MR-l.0—1.40、Ca0:SiO尸l.80—2.40进行配料。在上述第5步骤中所述的硅钙渣固体混合物在经洗涤及其它程序处理后，可制成硅酸钠和氢氧化钙。氢氧化钙可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白^_黑、硅溶胶、分子筛等多种产品。在上述的第7)步骤中所获得的循环母液进行浓缩后可在第2)步骤中进行配料使用。本发明的粉煤灰精细化综合利用新型工艺与石灰石烧结工艺相比在原料配比方面，Ca0的配入量只有Ca0:Si0尸1.80—2.40,而与粉煤灰中的AI^发生反应是Na刀而不是Ca0。所以只产生少量的硅钙渣，而硅钙渣在经过处理后生成了硅酸钠和氢氧化4丐。氢氧化钓可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品。在反应温度方面，粉煤灰提取氧化铝生产新型工艺是在常压低温的条件下，粉煤灰中Al203和Na0H反应生成铝酸钠的。因此，粉煤灰精细化综合利用新型工艺相对来讲，具有工艺流程简单、设备投资小、能耗低、生产成本低、并且没有任何废弃物的排放。下面就有关本发明的技术内容及详细说明，现配合附图和所给出的实施例进4亍i兌明唢口下。图l是本发明粉煤灰精细化综合利用新型工艺流程图。具体实施例方式参看附图，本发明所提供的粉煤灰精细化综合利用新型工艺主要包括下述步骤粉煤灰磁选—粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液进行配料搅拌—把搅拌混合后的灰浆送入外加热回转窑内—水解—过滤—脱硅—过滤—分解—过滤—洗涤—煅烧—形成氧化铝及硅酸纳。实施例1在一实施例中，采用的粉煤灰组成如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本发明所提供的粉煤灰提取氧化铝及精细化综合利用新型工艺下述步骤1将粉煤灰(不须粉碎)直接加入到磁选机内，通过磁选分离可提取出黑色产品Fe^4和粉煤灰；2把通过磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液按Na20:AI203摩尔比MR-1.O—l.40、CaO:SiO尸l.80—2.40进行配料;3把粉煤灰、熟石灰、氢氧化钠溶液加入到由普通碳钢制成的搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌10-20min;4把搅拌混合后的灰浆送入到外加热回转窑内，在常压低温下运行20~30minj5从外加热回转窑内运行出来的固体混合物，直接进入由石圭4丐渣洗液或氢氧化铝洗液组成的水解搅拌装置内，同时并添加3—5%Na2C03,搅拌装置转速控制在》120r/min范围内，在常压、自温下搅拌30min~40min,经过滤后得到粗铝酸钠溶液和由硅钓渣组成的固体混合物。硅钙渣固体混合物经洗涤及其它程序处理后，可制成硅酸钠和氢氧化钩。氢氧化钙可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品；6把粗铝酸钠溶液加入到脱硅装置内，在粗铝酸钠溶液中加入2g/LCa(OH)2，搅拌装置转速控制在90~110r/min，粗铝酸钠溶液温度控制在85°C-95。C的范围内进行常压脱硅，2-3h后停止搅拌，经过滤后得到Na20:AI203摩尔比MR-l.50~1.56，石圭量指数A/S>250的铝酸钠溶液和3Ca0.AI203.xSi02.yH20的固体，3Ca0.AI203.xSi02.yH20可在下次循环中代替Ca(0H)2做晶种进行脱硅；7把脱硅后的铝酸钠溶液通过叶滤机进行精滤，精滤后的铝酸钠溶液进入晶体分解槽内，在添加晶种的条件下进行分解，分解后得到固体AI(0H)3和循环母液；8通过分解后的混合物经过滤，得到固体AI(0H)3和循环母液，固体AI(OH)3在经过洗涤、煅烧程序后可得到产品AI(OH)3和AI203;9通过对产品进行分析，生产出的产品Al203达到国家一级标准。粉煤灰中的Al203实际提取率达到92~96%，硅钓渣经处理可制成硅酸纳和氢氧化钙。氬氧化钓可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品。10把过滤后得到的循环母液，送到多效蒸发装置中进行浓缩，使循环母液浓度增大，经浓缩后的循环母液返回第1程序和粉煤灰继续进行混合配料溶出下一批产品。实施例2采用的粉煤灰组成如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>实施步骤如下:1将粉煤灰(不须粉碎)直接加入到磁选机内，通过磁选分离可提取出黑色产品Fe304和粉煤灰；2把通过磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液按Na20:AI203摩尔比MR-l.0—1.40、CaO:SiO产l.80—2.40进行配料;3把粉煤灰、熟石灰、氢氧化钠溶液加入到由普通碳钢制成的搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌10~20min;4把搅拌混合后的灰浆送入到外加热回转窑内，在常压低温下运行20~30min;5从外加热回转窑内运行出来的固体混合物，直接进入由硅钙渣洗液或氢氧化铝洗液组成的水解搅拌装置内，同时并添加3—5o/。Na2C03,搅拌装置转速控制在>120r/min范围内，在常压、自温下搅拌30min~40min，经过滤后得到粗铝酸钠溶液和由硅4丐淹组成的固体混合物，硅4丐渣固体混合物经洗涤及其它程序处理后，可制成硅酸钠和氲氧化钓。氩氧化钓可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品；6把粗铝酸钠溶液加入到脱硅装置内，在粗铝酸钠溶液中加入2g/LCa(0H)2,搅拌装置转速控制在90~110r/min，粗铝酸钠溶液温度控制在85。C95。C的范围内进行常压脱硅。2~3h后停止搅拌，经过滤后得到Na20:AIA摩尔比MR-1.50~1.56,硅量指数A/S>250的铝酸钠溶液和3Ca0.AI203.xSi02.yH20的固体，3Ca0.AI203.xSi02.yH20可在下次循环中代替Ca(OH)2做晶种进行脱硅；7把脱硅后的铝酸钠溶液通过叶滤机进行精滤，精滤后的铝酸钠溶液进入晶体分解槽内，在添加晶种的条件下进行分解，分解后得到固体AI(0H)3和循环母液；8通过分解后的混合物经过滤，得到固体AI(0H)3和循环母液，固体AI(OH)3在经过洗涤、煅烧程序后可得到产品AI(OH)3和AI203;9通过对产品进行分析，生产出的产品AI力3达到国家一级标准。粉煤灰中的Al203实际提取率达到92~96%,硅钓渣经处理可制成硅酸钠和氪氧化钩。氢氧化钙可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品；10把过滤后得到的循环母液，送到多效蒸发装置中进行浓缩，使循环母液浓度增大，经浓缩后的循环母液返回第1程序和粉煤灰继续进行混合配料溶出下一批产品。以上所述则是本发明的具体实施例及所运用的技术手段，根据本文的揭露或教导可衍生推导出许多的变更与修正，若依本发明的构想所作出的等效改变，其所产生的作用仍未超出说明书及图式所涵盖的实质精神时，均应视为在本发明的技术范畴之内。权利要求1.粉煤灰精细化综合利用新型工艺，其特征在于其工艺包括下述步骤1)把粉煤灰加入到磁选机内，通过磁选分离提取出黑色产品Fe3O4和粉煤灰；2)把通过磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液进行配料；3)把粉煤灰、熟石灰、氢氧化钠溶液加入到搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌均匀；4)把搅拌混合后的灰浆用送入到外加热回转窑内，在常压低温下运行20～30分钟；5)从外加热回转窑内运行出来的固体混合物，直接进入由硅钙渣洗液或氢氧化铝洗液组成的水解搅拌装置内，进行水解，同时并添加3-5％Na2CO3，搅拌装置转速控制在≥120转/分钟范围内，在常压、自温下搅拌30～40分钟，经过滤后得到粗铝酸钠溶液和由硅钙渣组成的固体混合物；6)把粗铝酸钠溶液加入到脱硅装置内，在粗铝酸钠溶液中加入1-3克/LCa(OH)2，搅拌装置转速控制在90～110转/分钟，粗铝酸钠溶液温度控制在85℃～95℃的范围内进行常压脱硅，2～3小时后停止搅拌，经过滤后得到Na2O∶AI2O3摩尔比MR＝1.50～1.56，硅量指数A/S＞250的铝酸钠溶液和3CaO.AI2O3.xSiO2.yH2O的固体；7)把脱硅后的铝酸钠溶液通过叶滤机进行精滤，精滤后的铝酸钠溶液进入晶体分解槽内，在添加晶种的条件下进行分解，分解后得到固体AI(OH)3和循环母液；8)通过分解后的混合物经过滤，得到固体AI(OH)3和循环母液，固体AI(OH)3在经过洗涤、煅烧程序后可得到产品AI(OH)3和AI2O3。2.根据权利要求1所述的粉煤灰提取氧化铝精细化综合利用新型工艺，其特征在于在第2)步骤中所述的配料是这样进行的磁选机分离后的粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液按Na20:AI203摩尔比MR=1.0—1.40、CaO:SiO2=1.80—2.40进行配料。3.根据权利要求1所述的粉煤灰精细化综合利用新型工艺，其特征在于在上述第5步骤中所述的硅钧渣固体混合物在经洗涤及其它程序处理后，可制成硅酸钠和氢氧化钙。氢氧化钙可返回(第2程序)进行配料，硅酸钠经过处理可制成白碳黑、硅溶胶、分子筛等多种产品。4.根据权利要求1所述的粉煤灰精细化综合利用新型工艺，其特征在于在上述的第7)步骤中所获得的循环母液进行浓缩后可在第2)步骤中进行配料使用。全文摘要本发明提供粉煤灰精细化综合利用新型工艺，其主要包括下述步骤粉煤灰磁选→粉煤灰和熟石灰、氢氧化钠溶液进行配料搅拌→把搅拌混合后的灰浆用送入到外加热回转窑内→水解→过滤→脱硅→过滤→分解→过滤→洗涤→煅烧→形成氧化铝及硅酸纳。本发明的粉煤灰精细化综合利用新型工艺优点是该工艺流程简单、设备投资小、能耗低、生产成本低、而且没有任何废弃物的排放等。文档编号C01G49/02GK101100305SQ20071012284公开日2008年1月9日申请日期2007年7月6日优先权日2007年7月6日发明者孙松涛,方玉林申请人:内蒙古联合工业有限公司