利用煤系固体废物生产氧化铝的方法_2

文档序号:8466937阅读:来源:国知局
032]将破碎、细磨的粉煤灰或煤矸石与浓硫酸拌合均匀后在120?500°C条件下熟化l-8h,得到硫酸熟化料;将硫酸熟化料与还原剂一起在550?900°C温度条件下进行还原焙烧,得到还原焙砂和含硫烟气,含硫烟气收集后制酸返回硫酸熟化循环使用;还原焙砂用含氢氧化钠的溶液进行一次浸出,固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣;一次浸出液进行常压脱硅后循环使用,一次浸出渣用种分母液进行二次浸出,得到富硅渣和铝酸钠粗液;铝酸钠粗液用石灰深度脱硅得到硅钙渣和铝酸钠溶液,所得到的铝酸钠溶液采用碳分或种分工艺生产氧化铝,硅钙渣研磨活化后返回用作一次浸出液常压脱硅的脱硅剂和晶种。
[0033]以下用非限定性实施例对本发明的方法作进一步的说明,以有助于理解本发明的内容及其优点,而不作为对本发明保护范围的限定,本发明的保护范围由权利要求书决定。
[0034]实施例1
[0035]将含氧化铝48%、二氧化硅42%的高铝粉煤灰与硫酸混合,硫酸加入量为所述粉煤灰中Al2O3摩尔数的3.5倍,使用的硫酸质量浓度为90%,混合均匀后,在熟化温度2500C,熟化时间2h条件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料与煤粉混合均匀,煤粉加入量为熟化料质量的8%,在温度750°C进行快速还原焙烧,焙烧时间5min。还原焙砂进行一次浸出,浸出条件:用苛性比a k 8、氢氧化钠浓度50g/L的溶液在50 °C条件下浸出30min ;所得的一次浸出渣进行二次浸出,浸出条件:浸出温度100°C,苛性比a k2,氢氧化钠浓度100g/L,浸出时间60min,铝的浸出率89%,二次浸出液二氧化硅浓度0.2g/L, 二次浸出液用石灰脱硅后得到氧化硅浓度0.05g/L的铝酸钠溶液和硅钙渣,所得铝酸钠溶液经种分工艺制备氧化销O
[0036]实施例2
[0037]将含氧化铝48 %、二氧化硅42 %的高铝粉煤灰与硫酸混合,硫酸加入量为所述粉煤灰中Al2O3摩尔数的3.5倍,使用的硫酸浓度为93 %,混合均匀后,在熟化温度250°C,熟化时间2h条件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料与煤粉混合均匀,煤粉加入量为熟化料质量的8%,在温度750°C进行快速还原焙烧,焙烧时间5min。还原焙砂进行一次浸出,浸出条件:用苛性比a k 8、氢氧化钠浓度100g/L的溶液在50°C条件下浸出30min。所得到的一次浸出液含二氧化硅lg/L,将实施例1所得的硅钙渣细磨后与该一次浸出液混合反应脱硅,脱硅反应温度90°C、时间60min,得到含二氧化硅0.lg/L的脱硅后液返回一次浸出循环使用。所得的一次浸出渣进行二次浸出,浸出条件:浸出温度270°C,苛性比ak2,氢氧化钠浓度230g/L,浸出时间60min,铝的浸出率85%,二次浸出液二氧化硅浓度0.25g/L,二次浸出液用石灰脱硅后得到氧化硅浓度0.05g/L的铝酸钠溶液和硅钙渣,所得铝酸钠溶液经种分工艺制备氧化铝。
[0038]实施例3
[0039]将含氧化铝38%、二氧化硅48%的煤矸石研磨至0.1mm后与硫酸混合,硫酸加入量为所述粉煤灰中Al2O3摩尔数的3.5倍,使用的硫酸浓度为93%,混合均匀后,在熟化温度250°C,熟化时间2h条件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料与煤粉混合均匀,煤粉加入量为熟化料质量的3%,在温度750°C进行快速还原焙烧,焙烧时间5min。还原焙砂进行一次浸出,浸出条件:用苛性比a k 8、氢氧化钠浓度100g/L的溶液在50°C条件下浸出30min。所得到的一次浸出液含二氧化硅5g/L,将实施例2所得的硅钙渣细磨后与该一次浸出液混合反应脱硅,脱硅反应温度90°C、时间60min,得到含二氧化硅0.lg/L的脱硅后液返回一次浸出循环使用。所得的一次浸出渣进行二次浸出,浸出条件:浸出温度270°C,苛性比ak2,氢氧化钠浓度230g/L,浸出时间60min。铝的浸出率80%,二次浸出液二氧化硅浓度0.25g/L,二次浸出液用石灰脱硅后得到氧化硅浓度0.05g/L的铝酸钠溶液和硅钙渣,所得铝酸钠溶液经种分工艺制备氧化铝。
[0040] 实施例4
[0041 ] 将含氧化铝48 %、二氧化硅42 %的高铝粉煤灰与硫酸混合,硫酸加入量为所述粉煤灰中Al2O3摩尔数的4倍,使用的硫酸浓度为93%,混合均匀后,在熟化温度200°C,熟化时间2h条件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料与煤粉混合均匀,煤粉加入量为熟化料质量的8%,在温度800°C进行快速还原焙烧,焙烧时间5min。还原焙砂进行一次浸出,浸出条件:用苛性比ak 8、氢氧化钠浓度50g/L的溶液在50°C条件下浸出30min。所得到的一次浸出液含二氧化硅0.5g/L,将实施例3所得的硅钙渣细磨后与该一次浸出液混合反应脱硅,脱硅反应温度90°C、时间60min,得到含二氧化硅0.lg/L的脱硅后液返回一次浸出循环使用。所得的一次浸出渣进行二次浸出,浸出条件:浸出温度270°C,苛性比ak2,氢氧化钠浓度230g/L,石灰添加量为一次浸出渣质量的5%,浸出时间60min,铝的浸出率85%,二次浸出液二氧化硅浓度0.15g/L,二次浸出液用石灰脱硅后得到氧化硅浓度0.03g/L的铝酸钠溶液和硅钙渣,所得铝酸钠溶液经种分工艺制备氧化铝。
[0042]实施例5
[0043]将含氧化铝48 %、二氧化硅42 %的高铝粉煤灰与硫酸混合,硫酸加入量为所述粉煤灰中Al2O3摩尔数的4倍,使用的硫酸浓度为93%,混合均匀后,在熟化温度300°C,熟化时间2h条件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料与煤粉混合均匀,煤粉加入量为熟化料质量的8%,在温度750°C进行快速还原焙烧,焙烧时间lOmin。还原焙砂进行一次浸出,浸出条件:用苛性比a k 15、氢氧化钠浓度50g/L的溶液在50°C条件下浸出30min。所得到的一次浸出液含二氧化硅lg/L,将实施例3所得的硅钙渣细磨后与该一次浸出液混合反应脱硅,脱硅反应温度90°C、时间60min,得到含二氧化硅0.lg/L的脱硅后液返回一次浸出循环使用。所得的一次浸出渣进行二次浸出,浸出条件:浸出温度100°C,苛性比a k2,氢氧化钠浓度200g/L,浸出时间60min,铝的浸出率83%,二次浸出液二氧化硅浓度0.15g/L,二次浸出液用石灰脱硅后得到氧化硅浓度0.03g/L的铝酸钠溶液和硅钙渣,所得铝酸钠溶液经种分工艺制备氧化铝。
【主权项】
1.利用煤系固体废物生产氧化铝的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将破碎、细磨的粉煤灰或煤矸石与浓硫酸拌合均匀后熟化,得到硫酸熟化料; (2)将硫酸熟化料与还原剂一起还原焙烧,得到还原焙砂和含硫烟气,含硫烟气收集后制酸返回步骤(I)硫酸熟化循环使用; (3)还原焙砂用含氢氧化钠的溶液进行一次浸出,固液分离得到一次浸出液和一次浸出渣; (4)一次浸出液进行常压脱硅后返回步骤(3)循环使用,一次浸出渣用种分母液进行二次浸出,得到富硅渣和铝酸钠粗液; (5)铝酸钠粗液用石灰深度脱硅得到硅钙渣和铝酸钠溶液,所得到的铝酸钠溶液采用碳分或种分工艺生产氧化铝,硅钙渣返回步骤(4)用作一次浸出液常压脱硅的脱硅剂和晶种。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(I)熟化温度为120?50(TC,熟化时间I?8h。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(I)熟化温度为150?350°C。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(I)中粉煤灰或煤矸石与浓硫酸拌合时,浓硫酸按H2SO4与粉煤灰或煤矸石中Al 203摩尔数比3:1?4:1加入,浓硫酸的质量浓度彡85%。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述还原剂为煤粉、煤矸石粉中的一种或其混合物,还原焙烧温度550?900°C,还原焙烧时间0.1?60min。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还原焙烧温度650?800°C,还原焙烧时间 0.1 ?15min。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述的还原焙砂一次浸出工艺条件为:苛性比a k彡5,氢氧化钠浓度50?100g/L,浸出温度30?100°C,浸出时间30 ?120mino
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(4)所述的二次浸出工艺条件为:浸出温度80?280°C,配料苛性比a k0.8?2.0,氢氧化钠浓度100?300g/L,浸出时间30?120min,石灰添加量O?15%。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(4)所述的一次浸出液进行常压脱硅,是利用步骤(5)铝酸钠粗液深度脱硅所得的硅钙渣作为脱硅剂和晶种,在80?100°C下反应30?240min ;为提高硅钙渣的反应活性,硅钙渣经研磨活化后使用。
【专利摘要】一种利用煤系固体废物生产氧化铝的方法,将破碎、细磨的粉煤灰或煤矸石与浓硫酸拌合均匀后在120~500℃条件下熟化1-8h,然后与还原剂一起在550~900℃温度条件下还原焙烧,得到还原焙砂和含硫烟气,含硫烟气收集后制酸返回硫酸熟化循环使用,用含氢氧化钠的溶液对还原焙砂一次浸出,一次浸出液以硅钙渣为脱硅剂常压脱硅后循环使用,一次浸出渣用种分母液二次浸出得到铝酸钠粗液,铝酸钠粗液用石灰深度脱硅得到硅钙渣和铝酸钠溶液,所得到的铝酸钠溶液种分生产氧化铝,硅钙渣研磨活化后返回用作一次浸出液常压脱硅的脱硅剂和晶种。本发明具有流程简单,生产成本低,铝回收率高,氧化铝产品质量好,渣量少等优点。
【IPC分类】C01F7-02, B09B3-00
【公开号】CN104787789
【申请号】CN201510185149
【发明人】蒋训雄, 蒋开喜, 范艳青, 汪胜东, 张登高, 李达, 蒋伟, 冯林永, 靳冉公, 周立杰, 王爱平
【申请人】北京矿冶研究总院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月17日
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1