一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法_2

文档序号:9904973阅读:来源:国知局
Mg2+等离子含量很少,相对与Ca2'Al3+基本可以忽略,经过18个小时100°C充分反应后,形成稳定的、纯度2 90%的钙铝基层状双氢氧化物,而第二浸出液为纯度很高的氢氧化钠溶液,可重复利用于步骤3),节省了大量原料,降低了成本。
[0033]本发明中得到的第二固相物是附加值很高的钙铝基层状双氢氧化物,它对反应物有相对严格的Ca/Al比,由于高炉渣中的Al元素含量高而Ca元素含量低,而转炉渣中Ca元素高而Al元素低,因此需要高炉渣与转炉渣在一定的混合比例范围内混合均匀后与盐酸、氢氧化钠充分反应方可得到纯度为90%以上的钙铝基层状双氢氧化物。
[0034]在本发明的一个实施例中,将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中,充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠。
[0035]在本发明的一个实施例中,所述步骤I)中,所述高炉渣中钙元素的重量百分比为24%?39%,且招元素的重量百分比为11%?14%。
[0036]在本发明的一个实施例中,其特征在于,所述步骤I)中,所述转炉渣中钙元素的重量百分比为40%?50%,且铝元素的重量百分比为2%?5%。
[0037]在本发明的一个实施例中,所述步骤I)中,所述高炉渣粉末的粒径为50μπι?170μm,所述转炉渣粉末的粒径为50μηι?17 Oym。
[0038]在本发明的一个实施例中,所述步骤2)中,所述盐酸溶液的浓度为3mol/L,溶解反应温度为90 °C?100 °C,溶解反应时间为2h?3h。
[0039]在本发明的一个实施例中,所述步骤3)中,所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L,反应温度为90°C?100°C,反应时间为17h?19h。
[0040]在本发明的一个实施例中,所述步骤3)中,将所述第二固相物用去离子水冲洗3?5次。
[0041]在本发明的一个实施例中,所述步骤3)中,将所述第二固相物冲洗后在100°C下完全烘干。
[0042]在本发明的步骤2)中,高炉渣和转炉渣中的游离S12转化为硅胶,转化率在92%以上,产出的硅胶纯度在92%以上,外观为白色,产品附加值较高,这是现有技术所不具备的。
[0043]在本发明的步骤3)中,第一浸出液与氢氧化钠溶液反应得到附加值较高的钙铝基层状双氢氧化物,产出的钙铝基层状双氢氧化物纯度在90%以上,外观为白灰色固体粉末,该钙铝基层状双氢氧化物是很多烷基芳香烃发生反应和某些微生物反应的催化剂,用途广泛。故本发明利用了高炉渣和转炉渣中的钙资源,制备了高附加值的钙铝基层状双氢氧化物,这是现有技术不具备的。
[0044]本发明中,将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中,充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠,节省了大量原料,降低了成本。
[0045]高炉渣和转炉渣都是冶金工业废弃物,如不利用,不仅浪费资源,而且污染环境。本发明的原料盐酸和氢氧化钠来源广泛,成本低。本发明是大规模地、整体地综合利用高炉渣和转炉渣生产高附加值产品,无二次污染;产品应用范围广,经济效益高。本发明合理利用了高炉渣和转炉渣中的钙和铝资源,解决了转炉渣的大量排放造成的环境污染问题和如何增加高炉渣附加值的问题,是技术上的显著进步。本发明充分利用高炉渣和转炉渣的各自的特征,将高炉渣和转炉渣的特征结合起来,相互弥补配合,克服处理单一高炉渣或单一转炉渣所存在的困难,资源回收产出高附加值的产品,具有高效、节能以及环保的特点。
[0046]本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
[0047]为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0048]实施例1
[0049]—种高炉渣与转炉渣综合利用的方法,包括以下步骤:
[0050]I)高炉渣和转炉渣的预处理:将高炉渣破碎,得到高炉渣粉末,将转炉渣破碎,得到转炉渣粉末,控制所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末的质量配比在30:1,然后用混粉机将所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末充分混合搅匀,得到混匀粉末;所述高炉渣中钙元素的重量百分比为32%,且铝元素的重量百分比为13% ;所述转炉渣中钙元素的重量百分比为40%,且铝元素的重量百分比为2% ;所述高炉渣粉末的粒径为50μπι?170μπι,所述转炉渣粉末的粒径为50μπι?170μπι。
[0051]2)与盐酸反应:将步骤I)得到的所述混匀粉末置于盐酸溶液中进行溶解反应,所述盐酸溶液的浓度为3mol/L,溶解反应温度为95°C,溶解反应时间为2.5h;所述盐酸溶液的重量为所述混匀粉末重量的15倍,然后将溶解反应后得到的混合液静置沉降并过滤,得到第一浸出液和第二固相物,其中所述第二固相物包括上层沉淀物和下层残渣,然后将所述上层沉淀物从所述第二固相物中分离出得到硅胶。
[0052]3)与氢氧化钠反应:向步骤2)中得到的第一浸出液中添加氢氧化钠溶液,边搅拌边滴加,直至所述第一浸出液的pH变为11.5±0.1,然后将添加氢氧化钠溶液后的第一浸出液加热至一定温度后进行反应,所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L,反应温度为95°C,反应时间为18h;然后将反应后得到的混合液静置沉降并过滤,得到第二浸出液和第二固相物,然后将所述第二固相物用去离子水冲洗3?5次,将所述第二固相物冲洗后在100°C下完全烘干,得到钙铝基层状双氢氧化物。
[0053]将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中,充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠。
[0054]经检验,娃胶纯度为93.1%,|丐铝基层状双氢氧化物纯度为92%。
[0055]实施例2
[0056]一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法,包括以下步骤:
[0057]I)高炉渣和转炉渣的预处理:将高炉渣破碎,得到高炉渣粉末,将转炉渣破碎,得到转炉渣粉末,控制所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末的质量配比在10:1,然后用混粉机将所述高炉渣粉末与所述转炉渣粉末充分混合搅匀,得到混匀粉末;所述高炉渣中钙元素的重量百分比为32%,且铝元素的重量百分比为13% ;所述转炉渣中钙元素的重量百分比为40%,且铝元素的重量百分比为2% ;所述高炉渣粉末的粒径为50μπι?170μπι,所述转炉渣粉末的粒径为50μπι?170μπι。
[0058]2)与盐酸反应:将步骤I)得到的所述混匀粉末置于盐酸溶液中进行溶解反应,所述盐酸溶液的浓度为3mol/L,溶解反应温度为100°C,溶解反应时间为2.5h;所述盐酸溶液的重量为所述混匀粉末重量的20倍,然后将溶解反应后得到的混合液静置沉降并过滤,得到第一浸出液和第二固相物,其中所述第二固相物包括上层沉淀物和下层残渣,然后将所述上层沉淀物从所述第二固相物中分离出得到硅胶。
[0059]3)与氢氧化钠反应:向步骤2)中得到的第一浸出液中添加氢氧化钠溶液,边搅拌边滴加,直至所述第一浸出液的pH变为11.5±0.1,然后将添加氢氧化钠溶液后的第一浸出液加热至一定温度后进行反应,所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L,反应温度为100°C,反应时间为18h;然后将反应后得到的混合液静置沉降并过滤,得到第二浸出液和第二固相物,然后将所述第二固相物用去离子水冲洗3?5次,将所述第二固相物冲洗后在100°C下完全烘干,得到钙铝基层状双氢氧化物。
[0060]将所述步骤3)中得到的第二浸出液返回添加至所述步骤2)得到的第一浸出液中,充分利用所述第二浸出液中所剩余的氢氧化钠。
[0061 ] 经检验,娃胶纯度为92.2% ,妈铝基层状双氢氧化物纯度为91.4%。
[0062]实施例3
[0063]一种高炉渣与转炉渣综合利用的方法,包括以下步骤:
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