专利名称：利用煤矸石生产氢氧化铝联产水泥工艺方法
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联产水泥的工艺方法。
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《煤矸石制铝盐和白炭黑》 (对比文献1)，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1采用酸法处理煤矸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，采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、1100-1300°C高温煅烧转型，得到高纯度a-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 矸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卷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-石灰石-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 Na20 A1203溶液中使之碳酸化分解，从而得到A1 (OH) 3沉淀和Na2C03稀溶液；将A1 (OH) 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-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。
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综上所述，对比文献1、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中煤矸石的主要成分二氧化硅 的弃用，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联产水泥的工艺方法。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联产水泥的工艺方 法，特征在于运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔_水解_苛化_煅烧，实现 提取煤矸石中氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，100%利用煤矸石生产氢氧化铝和 水泥。
图1为本发明的工艺原理示意图；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、烧碱碱熔将煤矸石粉与烧碱溶液混合，加热进行碱熔处理，得到干粉。干粉输 入干粉溶解工序。2、干粉溶解将烧碱碱熔工序得到的干粉进行溶解。溶解后，过滤，得到滤饼和滤 液。滤饼中包含有部分氢氧化铝，经洗涤以后，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一次水解 工序生产粗氢氧化铝。3、氢氧化铝溶出将干粉溶解工序得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解，使氢氧化铝 溶解进入溶液。溶解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤作为滤渣；滤液输入一次水解 工序生产粗氢氧化铝。4、一次水解将干粉溶解工序及氢氧化铝溶出工序得到的滤液合并，进行稀释水 解。稀释水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为含有二氧化硅的粗氢氧化铝， 输入滤饼溶解工序；滤液为含有少量铝酸钠的硅酸钠溶液，输入第二蒸发工序。5、滤饼溶解将一次水解工序得到的滤饼，用烧碱溶液进行溶解，得到含有二氧化 硅的铝酸钠溶液，输入脱硅提纯工序。6、脱硅提纯将滤饼溶解工序得到的溶液，添加生石灰或熟石灰搅拌加热，进行脱硅处理。脱硅处理结束后，过滤，得到滤饼脱硅渣和滤液。脱硅渣含有氧化铝和二氧化硅， 直接输入烧碱碱熔工序，与煤矸石粉一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液为高纯度铝酸钠溶 液，输入二次水解工序生产氢氧化铝。7、二次水解将脱硅提纯工序得到的滤液，进行稀释水解。水解结束后，过滤，得到 滤饼和滤液。滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品氢氧化铝；滤液为含有铝酸钠的氢氧化钠稀 溶液，输入第一蒸发工序。8、第一蒸发将二次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液输 入滤饼溶解工序，代替烧碱溶液进行滤饼溶解，实现部分烧碱循环。9、第二蒸发将一次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液输 入苛化工序。10、苛化将第二蒸发工序得到的滤液，进行苛化处理。苛化结束后，过滤，得到滤 饼和滤液。滤饼输入率值调整工序；滤液为含有氢氧化钠的稀溶液，输入第三蒸发工序。11、第三蒸发将苛化工序得到的滤液加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液作为浓 烧碱溶液，循环用于烧碱碱熔工序、氢氧化铝溶出工序和滤饼溶解工序，实现了全部烧碱循 环。12、率值调整将苛化工序得到的滤饼加入率值调整原料，用水进行洗涤。洗涤后， 过滤，得到滤饼和滤液。滤饼输入煅烧工序；滤液并入洗涤液，集中循环利用。13、煅烧将率值调整工序得到的滤饼进行煅烧，得到水泥熟料。熟料输入粉碎工序。14、粉碎将煅烧工序得到的熟料粉碎，得到产品水泥。
具体实施例方式结合图2，本发明是这样进一步实现的如图2中所示，将煅烧工序产生的高温烟道气依次用常温空气和水进行换热 高温烟道气经过空气换热，将常温空气加热到400-800°C，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95°C的热水，中温烟道气温度降低到 200°C以下。200°C以下的低温烟道气经过水洗、净化处理后，得到的常温洁净烟道气直接排 放。400-800°C的热空气用于烧碱碱熔工艺的加热浓缩和烘焙干燥；95°C的热水用作各个相应工艺的滤饼洗涤和二次水解工艺的稀释水解用水；通过对烟道气的换热利用和净化处理，实现了废热再利用和尾气无污染排放。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中的烧碱溶液是指质量百分比浓度> 30%的氢氧化钠溶液。所述图2中的烧碱碱熔是指将60-200目的煤矸石粉与质量百分比浓度彡30%的 烧碱溶液按照质量比煤矸石粉氢氧化钠=1 0.8-1. 5进行配料，用经过高温烟道气换 热得到的400-800°C热空气加热反应，直到物料变成干粉。干粉输入干粉溶解工序。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> 250克/升。干粉溶解后，在4小时内过滤。过滤后，得 到滤饼和滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的95°C热水洗涤至PH= 11。洗涤液集中 用于循环利用。洗涤后的滤饼为含有氢氧化铝的杂质，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一次水解工序。所述图2中的氢氧化铝溶出是指将经干粉溶解工艺段得到的滤饼，再用烧碱 溶液溶解。滤饼溶解时，加入的烧碱溶液量按照滤饼与烧碱溶液混合后，溶液中摩尔比 A1203 Na20 = 1 1.4-1. 6计算，控制溶液中Na20浓度在230-250克/升之间，温度110°C， 溶解时间3小时。滤饼溶解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的 95°C热水洗涤至PH= 11。洗涤液集中用于循环利用。洗涤后的滤饼呈碱性，作为滤渣，其 中含有大量的Fe203、CaO、Ti02、MgO等组分和少量的A1 (OH) 3，输入污水处理工序，用于对洗 涤烟道气后的污水进行絮凝净化处理。滤液输入一次水解工序。所述图2中的一次水解是指将干粉溶解工艺段得到的滤液和氢氧化铝溶出工艺 段得到的滤液合并，用洗涤液进行稀释水解。稀释水解时，控制溶液中NaA102浓度< 0. 5M ； 时间20-30分钟。水解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的95°C 热水洗涤至PH = 9. 5-9. 8。洗涤液集中用于循环利用。洗涤后的滤饼为含有少量Si02的粗 氢氧化铝，输入滤饼溶解工序；滤液为含有少量铝酸钠的硅酸钠溶液，输入第二蒸发工序。所述图2中的滤饼溶解是指将一次水解工艺段得到的滤饼用烧碱溶液溶解，得到 粗铝酸钠溶液。滤饼溶解时，控制溶解后溶液中A1203 < 150克/升、Na20 < 210克/升，溶 解温度110°C，溶解时间3小时。粗铝酸钠溶液输入脱硅提纯工序。所述图2中的脱硅提纯是指将滤饼溶解工艺段得到的粗铝酸钠溶液中添加含氧 化钙的生石灰或熟石灰进行脱硅处理。脱硅时，氧化钙用量6-8克/升，温度100-105°C，时 间1小时。脱硅提纯后，过滤，得到脱硅渣和滤液。脱硅渣直接输送到烧碱碱熔工艺段，与 煤矸石粉一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液输入二次水解工序。所述图2中的二次水解是指将脱硅提纯工艺段得到的滤液，用经过中温烟道气换 热得到的95°C热水进行稀释水解。水解时，控制溶液中NaA102浓度< 0. 5M ；时间20-30分 钟。水解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的95°C热水洗涤至 PH=7-8。洗涤液集中用于循环利用。洗涤后的滤饼为氢氧化铝，经烘干、粉碎后为产品氢 氧化铝；滤液为含有铝酸钠的氢氧化钠稀溶液，输入第一蒸发工序。所述图2中的第一蒸发是指将二次水解工艺段得到的滤液，加热进行蒸发浓缩。 浓缩时，控制溶液中Na20浓度达到310克/升为浓缩终点，得到含有铝酸钠的氢氧化钠浓溶 液。浓溶液循环输入滤饼溶解工段，用来代替烧碱溶液进行滤饼溶解，实现部分烧碱循环。所述图2中的第二蒸发是指将一次水解工艺段得到的滤液，加热进行蒸发浓缩。 浓缩时，控制溶液中Na20浓度达到150-250克/升为浓缩终点，得到含有少量铝酸钠的硅 酸钠浓溶液。浓溶液输入苛化工序。所述图2中的苛化是指将第二蒸发工艺段得到的溶液，添加苛化原料生石灰或熟 石灰或乙炔工业的电石渣进行苛化处理。加入苛化原料时，控制加入苛化原料后的混合物 料中质量比Si02 CaO = 1 2-3。苛化温度100-105°c，时间1. 5-2. 5小时。苛化结束 后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼输入率值调整工序；滤液为氢氧化钠溶液，输入第三蒸发工序。所述图2中的第三蒸发是指将苛化工艺段得到的滤液，加热进行蒸发浓缩。浓缩 时，控制溶液中Na20浓度达到310克/升为浓缩终点，得到浓烧碱氢氧化钠溶液，循环输入 到烧碱碱熔工段、氢氧化铝溶出工段和滤饼溶解工段，用来代替烧碱溶液使用，实现全部烧碱循环。所述图2中的率值调整是指将苛化工艺段得到的滤饼，加入率值调整原料，并用 经过中温烟道气换热得到的95°C热水搅拌洗涤至PH = 9-10。洗涤后，过滤，得到滤饼和滤 液。滤饼为水泥生料，输入煅烧工序；洗涤液集中用于循环利用。加入的率值调整原料，除了污水处理工序得到的的废渣，还可以是钢厂的钢渣粉、 黄磷工业的磷渣粉、磷酸工业的磷石膏粉、火电工业的粉煤灰、煤炭工业的煤矸石粉、氧化 铝工业的尾矿粉和赤泥、铜锌矿工业选矿的尾矿粉；加入的率值调整原料质量根据加入率 值调整原料后的混合物料中质量比A1203 Fe203 = 1 0. 8-1.7、Si02 (Al203+Fe203)= 1 1.7-2. 7、Si02 CaO = 1 2-3、(Ca0_l. 65A1203_0. 35Fe203) 2. 8Si02 = 0. 82-0. 94 计算确定。所述图2中的煅烧是指将率值调整工艺段得到的滤饼，在1250-1500°C进行煅烧 处理，得到水泥熟料和煅烧尾气高温烟道气。高温烟道气输入换热工序。所述图2中的粉碎是指将煅烧工艺段得到的水泥熟料冷却后进行粉碎，粉碎到 200目，得到产品水泥。氢氧化铝溶出工艺段滤饼洗涤后得到的滤渣，输入污水处理工序，用于对洗涤低 温烟道气后的污水进行絮凝净化处理。净化处理后产生的废渣输入率值调整工序；净化处 理后得到的清水循环用于后续的烟道气洗涤，实现了洗涤废水循环。下面是图1、图2中各工艺流程的化学原理烧碱碱熔Si02+Na0H— Na20 Si02+H20Al203+Na0H — Na20 A1203+H20Fe203+Na0H — Na20 Fe203+H20Na20 Al203+Na20 Si02+H20 — Na20 A1203 2Si02 2H20Na20 A1203 2Si02 2H20+Na0H — Na20 Al203+Na2Si03+H20干粉溶解:Na20 A1203+H20 — A1 (OH) 3 I +NaOHNa20 Fe203+H20 — Fe (OH) 3 I +NaOH氢氧化铝溶出A1(OH) 3+NaOH — Na20 A1203+H20一次水解:Na20 A1203+H20 — A1 (OH) 3 I +Na0H滤饼溶解A1(OH) 3+NaOH — Na20 A1203+H20脱硅提纯:Na20 Al203+Ca0+H20 — 3Ca0 A1203 6H20 I +Na0HNa20 Al203+Na20 Si02+Ca0+H20 — 3Ca0 A1203 xSi02 YH20 I +Na0H二次水解:Na20 A1203+H20 — A1 (OH) 3 I +Na0H苛化Ca0+H20— Ca (OH) 2Ca (OH) 2+Na2C03 — CaC03 I +H20Ca (OH) 2+Na20 A1203+H20 — 3Ca0 A1203 6H20 I +Na0H3Ca0 A1203 6H20 I +Na20 Si02+H20 — 3Ca0 A1203 XSi02 YH20 I +Na0HNa20 Al203+Na20 Si02+H20 — Na20 A1203 2Si02 2H20 J,Ca (OH) 2+Na20 A1203 2Si02 2H20+Na0H— Na20 2Ca0 2Si02 H20 I +Na20 A1203+H20Na20 2Ca0 2Si02 H20+Na0H — Na20 Si02+Ca (0H)2 I +H20
Ca (OH) 2+Na20 Si02 — CaO Si02 XH20 I +NaOH煅烧Ca(OH)2— Ca0+H20 个Fe (OH) 3 — Fe203+H20 个CaC03 — Ca0+C02 个3CaO A1203 6H20 — 3CaO A1203+H20 个CaO Si02 XH20 — 2CaO Si02+Si02+H20 个3CaO A1203 XSi02 YH20 — 3CaO Al203+2Ca0 Si02+Si02+H20 个Ca0+Si02 — 2CaO Si02CaO+CaO Si02 — 2CaO Si02Ca0+Fe203 — 2CaO Fe203CaO+3CaO A1203 — 5CaO 3A1203CaO+2CaO Fe203+5Ca0 3A1203 — 4CaO A1203 Fe203CaO+2CaO Si02 — 3CaO Si02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1、2、3相比较，本发明百分之百利用了煤 矸石，不仅提取了占煤矸石原料总量20%左右的氧化铝，氧化铝的提取率达到85%，而且 同时利用了煤矸石原料中剩余的所有组分，适用于各种煤矸石资源的开发。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 值的各种铝盐与氧化铝、铝酸盐等化工产品。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，本发明采用烧碱循环工艺，工艺流程简 洁，产品生产周期短，只要4-6小时；产品得率高；烟道气中的余热、洗涤液的回收利用，使 所得到的氢氧化铝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，本发明的生产过程对环境没有二次污染。5、产品质量高。本发明得到的产品氢氧化铝为高纯度氢氧化铝，可以进一步生产 目前国内无法生产的、电解铝工业中最好的砂状氧化铝；由于是采用配方工艺湿法生产的 水泥，产品水泥的组成可以在率值调整工段通过准确的配料控制获得，水泥质量比用煤矸 石作原料的其他工艺生产的水泥质量高、质量容易控制。本发明实施得到的氢氧化铝、水泥产品以及由氢氧化铝运用公知的酸溶、碱溶工 艺得到的各种铝盐、铝酸盐、氧化铝产品，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、建筑、电解铝等行业使用。
权利要求
一种利用煤矸石生产氢氧化铝联产水泥的工艺方法，其特征在于运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔-水解-苛化-煅烧，实现提取煤矸石中氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，100％利用煤矸石生产氢氧化铝和水泥(1)烧碱碱熔将煤矸石粉与烧碱溶液混合，加热进行碱熔处理，得到干粉；干粉输入干粉溶解工序；(2)干粉溶解将烧碱碱熔工序得到的干粉进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤以后，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一次水解工序；(3)氢氧化铝溶出将干粉溶解工序得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤作为滤渣；滤液输入一次水解工序；(4)一次水解将干粉溶解工序及氢氧化铝溶出工序得到的滤液合并，进行稀释水解；稀释水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤后输入滤饼溶解工序；滤液输入第二蒸发工序；(5)滤饼溶解将一次水解工序得到的滤饼，用烧碱溶液进行溶解，得到的溶液输入脱硅提纯工序；(6)脱硅提纯将滤饼溶解工序得到的溶液，进行脱硅处理；脱硅处理结束后，过滤，得到滤饼脱硅渣和滤液；脱硅渣输入烧碱碱熔工序，与煤矸石粉一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液输入二次水解工序；(7)二次水解将脱硅提纯工序得到的滤液，进行稀释水解；水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品氢氧化铝；滤液输入第一蒸发工序；(8)第一蒸发将二次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液输入滤饼溶解工序，代替烧碱溶液进行滤饼溶解，实现部分烧碱循环；(9)第二蒸发将一次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液输入苛化工序；(10)苛化将第二蒸发工序得到的滤液，进行苛化处理；苛化结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼输入率值调整工序；滤液输入第三蒸发工序；(11)第三蒸发将苛化工序得到的滤液加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液作为浓烧碱溶液，循环用于烧碱碱熔工序、氢氧化铝溶出工序和滤饼溶解工序，实现全部烧碱循环；(12)率值调整将苛化工序得到的滤饼加入率值调整原料，用水进行洗涤；洗涤后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼输入煅烧工序；滤液并入洗涤液，集中循环利用；(13)煅烧将率值调整工序得到的滤饼进行煅烧，得到水泥熟料；熟料输入粉碎工序；(14)粉碎将煅烧工序得到的熟料粉碎，得到产品水泥。
2.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煤矸石粉与烧碱溶液 混合，加热进行碱熔处理，得到干粉，是指将60-200目的煤矸石粉与烧碱溶液按照质量比 煤矸石粉氢氧化钠=1 0.8-1.5进行配料，在400-8001加热反应，直到物料变成干粉。
3.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工序得到的 干粉进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤，是指将经烧碱碱熔工艺段得 到的干粉溶解；干粉溶解时，控制溶解后溶液中Na2O > 250克/升；干粉溶解后，在4小时 内过滤；过滤后，得到滤饼和滤液；滤饼用水洗涤至PH = 11。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的氢氧化铝溶出将干粉溶解工序得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤，是指将经干 粉溶解工艺段得到的滤饼，再用烧碱溶液溶解；滤饼溶解时，加入的烧碱溶液量按照滤饼与 烧碱溶液混合后，溶液中摩尔比Al2O3 Na2O = 1 1.4-1. 6计算，控制溶液中Na2O浓度在 230-250克/升之间，温度110°C，溶解时间3小时；滤饼溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤 饼用水洗涤至PH= 11。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的滤饼溶解将一次水解工序得到的 滤饼，用烧碱溶液进行溶解，是指将一次水解工艺段得到的滤饼用烧碱溶液溶解；滤饼溶解 时，控制溶解后溶液中Al2O3彡150克/升、Na2O彡210克/升计算，溶解温度110°C，溶解 时间3小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二蒸发将一次水解工序得到的 滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液，是指将一次水解工艺段得到的滤液，加热进行蒸发浓缩； 浓缩时，控制溶液中Na2O浓度达到150-250克/升为浓缩终点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的苛化将第二蒸发工序得到的滤 液，进行苛化处理，是指将第二蒸发工艺段得到的溶液，添加苛化原料进行苛化处理；加入 苛化原料时，控制加入苛化原料后的混合物料中质量比SiO2 CaO = 1 2-3;苛化温度 100-105°C，时间 1. 5-2. 5 小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的率值调整将苛化工序得到的滤饼 加入率值调整原料，是指将上道苛化工艺段得到的滤饼，加入率值调整原料，并用水洗涤 至PH = 9-10 ；洗涤后，过滤，滤饼输入煅烧工序；加入的率值调整原料质量根据加入率值 调整原料后的混合物料中质量比Al2O3 Fe2O3=I 0.8-1. 7、SiO2 (Al203+Fe203)= 1 1. 7-2. 7,SiO2 CaO = 1 2-3、(CaO-1. 65A1203_0. 35Fe203) 2. 8Si02 = 0. 82-0. 94 计算确定。
全文摘要
利用煤矸石生产氢氧化铝联产水泥工艺方法。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，本发明运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔-水解-苛化-煅烧，实现提取煤矸石中85％的氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，100％利用煤矸石生产氢氧化铝和水泥。工艺流程简洁，产品质量高、生产周期短；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、建筑等行业；延伸开发的产品还可用于石化、橡塑、电解铝等行业。
文档编号C01F7/02GK101870483SQ20091002642
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者刘庆玲 申请人:刘庆玲