专利名称：利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸工艺方法
技术领域：
本发明涉及利用铝硅酸盐矿物的化工开发利用方法，特别是一种利用煤矸石 生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法。
背景技术：
据边炳鑫、解强、赵有才在《煤系固体废物资源化技术》(化学工业出版社 2005年5月第一版) 一书中称煤矸石作为煤炭生产过程的副产物，产量约占煤炭开采量的
10—25%。截止到2004年，全国煤矿堆积贮存的煤矸石已达40亿吨以上，占地近30万亩。 随着煤炭开采的增加，全国每年新增加的煤矸石有3亿吨以上，除了综合利用的近6千万吨 外，其余近2.4亿吨煤矸石都被继续堆积贮存。
煤矸石的基本组成是铝硅酸盐，主要是氧化铝和二氧化硅，两组分合计约占煤矸石总量 的70—98%,大部分在80%左右，其中氧化铝约占15—45%， 二氧化硅一般占40—65%,另含 少量铁、钙、镁等元素的氧化物，各组分的含量因煤矸石的产地而异。
从工业废弃物煤矸石中提取化工产品，变废为宝，改善环境，是世界各国、更是我国的 重要产业政策。
冯诗庆在1995年第4期《无机盐工业》第22_24页刊文《煤肝石制铝盐和白炭黑》(对 比文献l)，提出用酸浸煤矸石与其中的氧化铝组分发生反应生成铝盐，然后加铵盐反应生成 氢氧化铝和铵明矾。此对比文献l采用酸法处理煤奸石工艺得到铝盐产品，氧化铝的提取率 只有65%左右，而煤矸石中的另一种更主要的组分二氧化硅却只是作为尾渣，经过活化剂改 性反应得到因为含其他少量组分而纯度不高的白炭黑，技术的经济价值不高。
杜玉成等在1997年第5期《河北冶金》第28—31页刊文《煤矸石制备氢氧化铝、氧化 铝及高纯度a —氧化铝微粉的研究》(对比文献2)，提出对氧化铝含量大于35%的煤矸石， 釆用酸盐联合法先经硫酸浸泡生成硫酸铝，去除二氧化硅残渣，再加硫酸铵和氨水盐析反应 得到氢氧化铝，用去离子水洗涤除去氢氧化铝上吸附的杂质离子，然后经焙烧得到氧化铝； 用盐酸浸泡煤矸石，去除二氧化硅残渣后，经氯化氢气体盐析除杂提纯、再加氨水活化、交 联剂高聚复合反应生成铝凝胶、1100—130(TC高温煅烧转型，得到高纯度(i一氧化铝微粉。 此对比文献2采用酸盐联合法工艺处理煤矸石，氧化铝的提取率也只有75%左右，煤幵石中 另一更主要的组分二氧化硅并没有被利用。
刘小波、付勇坚、肖秋国、邓文在《自然资源学报》1998年13巻1期第77—80页刊文 《煤矸石资源充分利用的新工艺》(对比文献3)，提出将煤矸石、石灰石破碎后按一定比例 配料并混合球磨，得到的粉料与纯碱制备的Na2C03水溶液混练，制成煤矸石一石灰石一纯 碱混合物料。该物料粒化后入炉烧结，所得到的烧结物料与外加的铁矿石、石灰石粉料再次 混合共磨，然后以清水浸取，过滤分离后得到Na20*Al203溶液和残渣。将二氧化碳引入 化20^1203溶液中使之碳酸化分解，从而得到Al(OH):i沉淀和Na2C03稀溶液；将A1(0H)3沉 淀干燥煅烧，最终得到工业氧化铝。残渣经高温直接煅烧后成为硅酸盐水泥熟料。此对比文 献3采用石灰石一纯碱烧结法，煤矸石原料中氧化铝的提取率有了较大提高，但也只能达到 80—85%;同时，煤矸石中另一更主要的组分二氧化硅仍然没有被高附加值利用，只是作为 残渣用于生产水泥，二氧化硅组分的经济价值未得到充分利用。 综上所述，对比文献l、 2、 3存在下列不足
1、 均只对煤矸石中的氧化铝组分进行高附加值利用，对氧化铝组分的提取率也只能达 到65—85%，因此资源的利用率都较低，只相当于利用了煤矸石原料总量的20—30%左右； 当原料煤矸石中氧化铝含量较低时，原料煤矸石将不能利用。
2、 对煤矸石中的另一更主要的组分二氧化硅，对比文献1中只是经过活化剂改性反应 得到纯度不高的白炭黑，对比文献2中予以弃用，对比文献3中只是作为残渣用于生产低价 值的水泥，二氧化硅组分没有得到高附加值利用。
3、 在利用煤矸石过程中，对比文献1和对比文献2均出现了因为能耗高，产品生产周 期长，加之煤矸石原料利用率较低，使得单位产量产品成本增加，生产成本难以降低的问题。
4、 对比文献1和对比文献2的工艺中都需要多次用水洗涤，而洗涤液又未能加以回收 利用，不仅耗费了大量可贵的水资源，加上对比文献2中煤石干石的主要成分二氧化硅的弃甩， 均造成对环境的二次污染。
由此可见，研究一种资源利用率高、资源利用附加值高、生产成本低、生产过程中没有 二次污染的煤矸石开发利用方法是必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，开发一种资源利用率高、资源利用附 加值高、生产成本低、生产过程又没有二次污染的煤矸石开发利用方法，特别是一种利用煤 矸石生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法。
本发明的目的是这样实现的 一种利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法，特征在
于运用纯碱和烧碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融一烧碱碱熔一水解一碳化一 苛化，实现同时提取煤矸石中的氧化铝和二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及碳酸钙。
图l为本发明的工艺原理示意图2为本发明具体实施的生产流程示意图。 如图1中所示
1、 纯碱碱融将煤矸石粉与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理。
2、 水淬将碱融处理得到的熔融体熟料趁高温迅速进行水淬，得到固体细粒料。水淬 液用于溶解后道湿磨工序得到的浆料。
3、 湿磨将水淬得到的固体细粒料进行湿磨，得到浓稠浆料。
4、 桨料溶解将湿磨得到的浓浆料进行稀释、溶解，得到滤饼和滤液。滤液输入后道 稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱碱熔工序。
5、 烧碱碱熔将浆料溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行溶解，得到浓浆料； 对浓浆料进行加热处理，得到干粉。
6、 干粉溶解将烧碱碱熔得到的干粉进行溶解。溶解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤 液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱溶出工序。
7、 烧碱溶出将干粉溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行搅拌溶解。溶解后， 过滤，得到滤饼和滤液。滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼经洗涤作为滤渣。
8、 稀释水解将前面浆料溶解、干粉溶解及烧碱溶出得到的滤液合并，进行稀释水解。 水解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为氢氧化铝，滤液输入下道第一碳化工序。
9、 第一碳化将稀释水解得到的滤液，用二氧化碳气体进行第一次碳酸化处理。第一 碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为氢氧化铝；滤液输入下道第二碳化工序。
10、 第二碳化将第一碳化得到的滤液，用二氧化碳气体进行第二次碳酸化处理。第二 碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为硅酸；滤液分别输入下道第三碳化工序 和苛化工序。
11、 第三碳化将第二碳化得到的滤液，取需要的量，用二氧化碳气体进行第三次碳酸 化处理。第三碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液。滤液重新用作下一批第三碳化的料液； 滤饼为碳酸氢钠，进入下道干燥工序。
12、 千燥将第三碳化得到的滤饼碳酸氢钠，进行干燥处理，得到纯碱粉和含尘尾气。 含尘尾气经过净化处理后排放；纯碱粉循环供头道纯碱碱融工序使用。
13、 苛化将第二碳化得到的滤液，取需要的量，进行苛化处理。苛化结束后，过滤， 得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为碳酸钙；滤液为氢氧化钠稀溶液，经过浓縮得到浓烧碱溶液。 浓烧碱溶液循环用于前面烧碱碱熔、烧碱溶出两道工序。
具体实施例方式结合图2，本发明是这样进一步实现的
所述图2中的煤矸石粉是指用粒度为60—200目的煤矸石粉作为原料煤矸石，其中氧化
铝与二氧化硅含量均没有限制。
所述图2中的纯碱碱融是指将60—200目的煤矸石粉与纯碱粉按照质量比煤矸石粉纯 碱粉=1 : 0. 41—2. 26，具体用量按照摩尔比A1203 : Na2C03=l : 1与Si02 : Na2C03=l : 0. 2—2. 1 之和计算，在1000—135(TC温度下反应30—45分钟，保持出料温度在IOOO'C以上。
如图2中所示，纯碱碱融中产生的高温烟道气首先分别用洁净的常温空气和水进行换热 处理高温烟道气经过空气换热，将洁净的常温空气分别加热得到400—780'C与300—400 'C两种温度的洁净热空气，高温烟道气温度降低，变为500—600'C中温烟道气；中温烟道气 再用水换热，得到60—8(TC的热水，中温烟道气温度降低到20(TC以下。20(TC以下的低温 烟道气经过水洗、净化处理，得到含二氧化碳的常温洁净烟道气。
400—78(TC的洁净热空气用于烧碱碱熔工艺的加热浓縮和烘焙干燥；
300—400。C的洁净热空气用于碳酸氢钠滤饼干燥工艺；
60—80。C的热水用于各个相应工艺的滤饼洗涤；
含二氧化碳的常温洁净烟道气用于第一碳化、第二碳化、第三碳化工艺。
通过对烟道气中的换热利用和净化处理，实现了废热与废气的再利用。
所述图2中的水淬是指将碱融工艺生成的高温熔融体熟料，从碱融炉出料口自动流出，
进入盛有洗漆液的水淬池中骤然冷却，高温熟料碎裂成l一5毫米的细小颗粒。水淬液用于
后道浆料溶解工序。
所述图2中的湿磨是指将水淬工艺段得到的细粒料从水淬池中取出，添加洗涤液进行湿 磨，磨到细度100目以上，得到浓稠浆料。
所述图2中的浆料溶解是指将湿磨得到的固相细度在100目以上的浓稠浆料用水淬液和 洗涤液稀释。稀释时，控制溶液中活性Na20》200克/升，在自然温度下搅拌20—30分钟， 在2小时内尽快过滤。活性Na20量按照碱融时投入的Na2C03量的70—75%计算。
所述图2中的烧碱碱熔是指将浆料溶解工艺段过滤得到的滤饼用浓度50%以上的浓烧碱 溶液搅拌溶解；溶解后，将混合溶液用经过烟道气换热得到的400—78(TC的洁净热空气进行 加热浓縮、烘焙干燥，直至物料变成干粉。烧碱碱熔时间为40—60分钟。搅拌溶解时，加 入的浓烧碱溶液量按照滤饼与烧碱混合后溶液中Si02: Na20=l : 1. 2—1. 5计算。
所述图2中的干粉溶解是指将经烧碱碱熔工艺段得到的干粉用洗涤液溶解。干粉溶解时， 控制溶解后溶液中Na20》300克/升、干粉中可溶的Si02在溶解后的理论计算浓度《200克/
升，溶解时间为20—30分钟。干粉溶解后，在4小时内过滤。
所述图2中的烧碱溶出是指将经干粉溶解工艺段过滤得到的滤饼，再用浓度50%以上的 浓烧碱搅拌溶解。滤饼溶解时，控制溶液中化20》390克/升，溶解时间大约20—30分钟。 滤饼溶解后，过滤，得到的滤饼用经过中温烟道气换热得到的60—80'C热水洗涤至PH:8— 9，洗涤液集中用于循环利用。洗涤后的滤饼作为滤渣，与苛化残渣合并，用于对洗涤烟道 气后的污水进行絮凝净化处理。
所述图2中的稀释水解是指将前面湿磨后的浆料溶解工序、干粉溶解工序及上道烧碱溶 出工序后过滤得到的滤液集中，用洗涤液进行稀释、加热水解。水解时，控制溶液中总^20% 》8.5%; Si02理论计算浓度《65克/升；NaA102理论计算浓度《0.5M;水解温度85—87°C， 时间20—30分钟。水解后，过滤，得到的滤饼用经过中温烟道气换热得到的60—80。C热水 洗涤至PH =7，得到氢氧化铝；洗涤液集中用于循环利用。滤液进入下道第一碳化工序。
所述图2中的第一碳化是指将稀释水解后过滤得到的滤液，用含二氧化碳的常温洁净烟 道气进行第一次碳酸化处理。碳化时，二氧化碳浓度》18%，起始温度60—8(TC;压力0.25 —0.3MP;终点温度4(TC、 PH =10.8—11;碳化时间1小时。第一碳化结束后，在常压、约 40'C下陈化20分钟后过滤，得到的滤饼用经过中温烟道气换热得到的60—8(TC热水洗涤至 PH =7，得到氢氧化铝；洗涤液集中用于循环利用。滤液进入下道第二碳化工序。
所述图2的中第二碳化是指将第一碳化后过滤得到的滤液，再用含二氧化碳的常温洁净 烟道气进行第二次碳酸化处理。碳化时，二氧化碳浓度》18%，起始温度60—80'C;压力0. 25 —0.3MP;终点温度40。C、 PH=8.7~"9;碳化时间1小时。第二碳化结束后，在常压、约40 'C下陈化20分钟后过滤，得到滤饼和碳酸钠滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的60— 8(TC热水洗涤至ra二7左右，得到硅酸；洗涤液集中用于循环利用。碳酸钠滤液一部分进入 下道第三碳化工序，另一部分进入后面的苛化工序。
所述的图2中的第三碳化是指将第二碳化后过滤得到的碳酸钠滤液取需要的量再用含二 氧化碳的常温洁净烟道气进行第三次碳酸化处理。碳化时，0)2浓度》18%，原料液Na2C03浓 度=20% 22%，密度d-l. 19_1.21g/cm3;起始温度70—80。C;压力0. 25—0. 3MP;碳化终点 温度39—5(TC，终点溶液密度d =1.099—1. 107g/cm3，碳化时间为1. 5—2小时。第三碳化 结束后，在常压下用冷却水冷却到常温下结晶后过滤，滤饼为碳酸氢钠晶体，进入下道干燥 工序。
滤液为含有碳酸钠的碳酸氢钠饱和溶液，先用来对下道干燥工序中碳酸氢钠干燥后的尾 气进行喷淋洗涤，除去尾气中的碳酸钠粉尘。喷淋后的溶液再与下一批第二碳化后过滤得到 的碳酸钠滤液合并，重新用于下一批的第三碳化；喷淋洗涤后的尾气直接排放。
所述图2中的干燥是指将第三碳化后过滤得到的滤饼碳酸氢钠，用经过烟道气换热得到 的300—40(TC的洁净热空气进行干燥处理，得到纯碱碳酸钠干粉循环用于纯碱碱融工艺段。 所述图2中的苛化是指将第二碳化后过滤得到的碳酸钠滤液取需要的量用生石灰进行苛 化处理，得到烧碱氢氧化钠，副产出碳酸钙。苛化时，Na2C03浓度44M 16W，温度90_105 °C，苛化时间1—2小时。苛化结束后，过滤，得到滤饼和氢氧化钠滤液。滤饼用经过中温 烟道气换热得到的60—80'C热水洗涤至PH-7，得到碳酸钙；洗涤液集中用于循环利用。氢 氧化钠滤液蒸发浓縮到50%以后，作为浓烧碱循环供烧碱碱熔与烧碱溶出工艺段使用。
苛化的废渣与前面烧碱溶出工艺段滤饼洗涤后得到的滤渣合并，用于对洗涤烟道气后的 污水进行絮凝净化处理。净化处理后得到的清水循环用于后续的烟道气洗涤，实现了洗漆废 水循环。
下面是图l、图2中各工艺流程中的化学原理
纯碱碱融
Na2C03 + Si02 — Na2Si03+ C02 t
Na2C03 + A1203 — NaA102 + C02 t
NaA102 + Na2Si03 — Na20 A1203 2Si02
Na2C03 + Fe203 — NaFe02 + C02 t
NaFe02 + A1203 — NaA102 + FeA
CaO + Si02 — 2CaO Si02
CaO + A1203 — CaO A1203
CaO + Fe203 — 2CaO Fe203
Na2C03 + Si02 + CaO — Na20 CaO Si02 + C021
CaO + Na20 A1203 2Si02 — NaA102 + 2CaO Si02
MgO + Si02 — MgO Si02
MgO + CaO + Fe203 — MgO 2CaO Fe203
浆料溶解
NaA102 + 2H20 — A1(0H)3| + NaOH NaFe02 + 2H20 — Fe(0H)3| + NaOH Na20 A1203 2Si02 + NaOH — NaA102 + Na2Si03 + H20
烧碱碱熔
Na20 A1203 2Si02+ NaOH — NaA102 + Na2Si03 + H20 Al(OHh + NaOH — NaA102 + H20 Fe(0H)3 + NaOH — NaFe02 + 2H20
干粉溶解
NaA102 + 2H20 — A1(0H)3| + NaOH NaFe02 + 2H20 — Fe(0H)3| + NaOH
烧碱溶出
A1(0H)3 + NaOH — NaA102 + H20
稀释水解
NaA102 + 2H20 — Al (OH) 3 4 + NaOH
第一碳化
2NaOH + C02 — Na2C03 + H20
NaA102+ C02+ H20 — Na2C03 + Al(OH)J
2Na2Si03 + C02 + H20 — Na2C03 + 2NaHSi03
第二碳化
2NaHSi03 + C02 + H20 — Na2C03 + 2H2Si031
第三碳化
Na2C03 + C02 + H20 — 2Na线I
干 燥
NaHC03 — Na2C03 + C02 t + H20 t
苛 化
Na2C03 + CaO + H20 — CaC03 4 + 2NaOH 本发明经过实际试用，收到了如下的效果
1、 煤矸石的资源利用率高。与对比文献l、 2、 3相比较，本发明不仅利用了占煤矸石 原料总量30%左右的氧化铝，而且同时利用了占煤矸石原料50%以上的二氧化硅组分，适用 于各种煤矸石资源的开发；氧化铝的提取率达到95%以上，二氧化硅的提取率达到90%以上。
2、 资源利用的附加值高。与对比文献1、 2、 3相比较，运用公知的酸溶和碱溶工艺， 通过对本发明得到的氢氧化铝与硅酸进行进一步的深加工，很容易得到种类齐全、规格繁多 的高附加值的各种铝盐与硅酸盐以及氧化铝、铝酸盐、沉淀二氧化硅、硅胶等化工产品。技 术应用的商业价值高。
3、 产品成本低。与对比文献1、 2、 3相比较，本发明采用碱法工艺，工艺流程简洁， 产品生产周期短，只要4一6小时；产品得率高；原料纯碱和烧碱的回收循环利用，以及对 烟道气中的二氧化碳、余热、洗涤液的回收利用，使所得到的氢氧化铝和硅酸成本比国内外 其他工艺方法生产的成本都大幅度降低。
4、 清洁生产。与对比文献1、 2、 3相比较，本发明的工艺过程实现了物料闭路循环， 生产过程对环境没有二次污染。
本发朋实施得到的氢氧化铝、硅酸和碳酸钙产品以及由氢氧化铝和硅酸运用公知的酸 溶、碱溶工艺得到的各种铝盐、铝酸盐、氧化铝、硅酸盐、白炭黑、硅胶产品，可以为油墨、 造纸、印染、纺织、医药、油脂、催化剂、塑料、橡胶、日化、石油等行业使用。
权利要求
1、一种利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法，其特征在于运用纯碱和烧碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融-烧碱碱熔-水解-碳化-苛化，实现同时提取煤矸石中的氧化铝和二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及碳酸钙(1)纯碱碱融将煤矸石粉与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理。(2)水淬将碱融处理得到的熔融体熟料趁高温迅速进行水淬，得到固体细粒料；水淬液用于溶解后道湿磨工序得到的浆料。(3)湿磨将水淬得到的固体细粒料进行湿磨，得到浓稠浆料。(4)浆料溶解将湿磨得到的浓浆料进行稀释、溶解，溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱碱熔工序。(5)烧碱碱熔将浆料溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行溶解，得到浓浆料；对浓浆料进行加热处理，得到干粉。(6)干粉溶解将烧碱碱熔得到的干粉进行溶解，溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱溶出工序。(7)烧碱溶出将干粉溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行搅拌溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼经洗涤作为滤渣。(8)稀释水解将前面浆料溶解、干粉溶解及烧碱溶出得到的滤液合并，进行稀释水解；水解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为氢氧化铝，滤液输入下道第一碳化工序。(9)第一碳化将稀释水解得到的滤液，用二氧化碳气体进行第一次碳酸化处理；第一碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为氢氧化铝，滤液输入下道第二碳化工序。(10)第二碳化将第一碳化得到的滤液，用二氧化碳气体进行第二次碳酸化处理；第二碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为硅酸，滤液分别输入下道第三碳化工序和苛化工序。(11)第三碳化将第二碳化得到的滤液，取需要的量，用二氧化碳气体进行第三次碳酸化处理；第三碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液重新用作下一批第三碳化的料液，滤饼为碳酸氢钠，进入下道干燥工序。(12)干燥将第三碳化得到的滤饼碳酸氢钠，进行干燥处理，得到纯碱粉和含尘尾气；含尘尾气经过净化处理后排放，纯碱粉循环供头道纯碱碱融工序使用。(13)苛化将第二碳化得到的滤液，取需要的量，进行苛化处理；苛化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为碳酸钙，滤液为氢氧化钠稀溶液，经过浓缩得到浓烧碱溶液，循环用于前面烧碱碱熔、烧碱溶出两道工序。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的将煤矸石粉与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理，是将60—200目的煤矸石粉与纯碱粉按照质量比煤矸石粉纯碱粉=1 : 0.41 —2. 26，具体用量按照摩尔比A1A : Na2C03=l : 1与Si02 : Na2C03=l : 0. 2—2. 1之和计算， 在1000—1350。C温度下反应30—45分钟，保持出料温度在1000。C以上。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的浆料溶解将湿磨得到的浓浆料进 行稀释、溶解，溶解后，过滤，是指将湿磨得到的固相细度在IOO目以上的浓稠浆料进行稀 释，控制溶液中活性Na20》200克/升，在2小时内过滤。活性Na20量按照纯碱碱融时投入 的Na2C03量的70—75%计算。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烧碱碱熔将浆料溶解得到的滤饼 用循环中的浓烧碱溶液进行溶解，得到浓浆料；对浓浆料进行加热处理，得到干粉，是指将 浆料溶解工艺段过滤得到的滤饼用浓度50%以上的浓烧碱溶液搅拌溶解，烧碱溶液用量按照 滤饼与烧碱混合后溶液中Si02 : Na20=l : 1. 2_1. 5计算；溶解后，将混合溶液在400—780'C 进行加热处理，直至物料变成干粉。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的干粉溶解将烧碱碱熔得到的干粉 进行溶解，溶解后，过滤，是指将经烧碱碱熔得到的干粉进行溶解，控制溶液中Na20>300 克/升、干粉中可溶的Si02在溶解后的理论计算浓度《200克/升，干粉溶解后在4小时内过 滤。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烧碱溶出将干粉溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行搅拌溶解，是指将经干粉溶解工艺过滤得到的滤饼再用浓度50%以 上的浓烧碱搅拌溶解；滤饼溶解时，控制溶液中化20》390克/升。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的稀释水解将前面浆料溶解、干粉溶 解及烧碱溶出得到的滤液合并，进行稀释水解，是指将前面浆料溶解工序、干粉溶解工序及 烧碱溶出工序中过滤得到的滤液集中，进行稀释、加热水解；水解时，控制溶液中总Na20% 》8.5%、 Si02理论计算浓度《65克/升、NaA102理论计算浓度《0.5M，水解温度85—87。C。
8、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第一碳化将稀释水解得到的滤液， 用二氧化碳气体进行第一次碳酸化处理，是指将稀释水解后过滤得到的滤液用二氧化碳气体 进行第一次碳酸化处理时，二氧化碳浓度》18%、起始温度60—80°C、压力0. 25—0. 3MP， 终点温度40。C、 PH =10.8—11。
9、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二碳化将第一碳化得到的滤液， 用二氧化碳气体进行第二次碳酸化处理，是指将第一碳化后过滤得到的滤液，再用二氧化碳 气体进行第二次碳酸化处理时，二氧化碳浓度》18%、起始温度60—80'C、压力0. 25—0. 3MP; 终点温度40。C、 PH =8.7—9。
全文摘要
利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸工艺方法。属于铝硅酸盐矿物的化工开发利用方法。针对现有方法仅利用煤矸石中的氧化铝组分，提取率也仅65-85％；弃用主要组分二氧化硅；耗能高，成本高；主要组分弃用和多次水洗涤而洗涤液又未加回收造成二次污染的问题，本发明运用纯碱和烧碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融—烧碱碱熔—水解—碳化—苛化，实现同时提取95％的氧化铝和90％的二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及碳酸钙。工艺流程简洁，产品生产周期短；原料纯碱和烧碱、烟道气中的二氧化碳、余热及洗涤液的回收循环利用，使生产成本大幅度降低。产品适用于造纸、油墨、印染、医药等行业；延伸开发的产品还可以用于石化、橡塑等行业。
文档编号C01F7/02GK101172632SQ20071013321
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者刘成长 申请人:刘成长