燃煤炉渣的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃煤炉渣的处理方法，属于化工环境治理领域。该处理方法以燃煤炉渣为原料制取白炭黑、氢氧化铝和氢氧化铁，该处理方法包括：粉碎后的燃煤炉渣与盐酸混合反应的步骤、反应完成后固液分离的步骤、通过氟硅酸和硫酸的催化作用固液分离的步骤。本发明对燃煤炉渣进行有效的分解，将燃煤炉渣达到最大程度的减量化处理，利用燃煤炉渣中的Si、A1、Fe、C等元素以较低的成本和能耗生产出高附加值的化工原料，经检测本发明燃煤炉渣分解率大于95％，是一种低成本、高效益的利用燃煤炉渣资源生产高附加值化工产品的方法，本发明能耗低，副产物综合利用率高，并且在处理过程中无废气、废水、废渣产生，适用于工业化生产。
【专利说明】燃煤炉渣的处理方法【技术领域】
[0001]本发明属于化工环境治理领域，具体涉及一种燃煤炉渣的处理方法。
【背景技术】
[0002]燃煤炉渣是燃煤锅炉在燃烧过程中产生的燃烧完全的灰烬与燃烧不完全的煤块组成的混合物。其化学成分主要为煤中未燃烧的矿物，其中S1、Al、Fe、Ca和Mg的氧化物约占了 90%左右，其它主要成分还有K20、SO3、未燃烧的碳及多种微量元素；我国是煤炭大国，煤炭利用在我国能源消耗中占有很大比例，超过60%以上，一般每燃烧I吨煤就能产生0.2吨的燃煤炉渣，化肥行业、电力行业等需要消耗大量煤炭，每年产生数量巨大的燃煤炉渣，燃煤炉渣是我国工业固体废弃物中产量最大的废渣之一。
[0003]一方面，燃煤炉渣如果不加利用就需占地堆放，堆积量会越来越大，它不但能造成土壤污染还能造成水和大气污染；另一方面，燃煤炉渣中富含S1、Al、Fe、C等多种元素，若能有效加以利用，减少燃煤炉渣堆积量不仅可以保护环境，还可以变废为宝、产生经济效益，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。
[0004]我国现阶段对燃煤炉渣的利用主要是以燃煤炉渣为原料生产水泥、砖，用燃煤炉
渣净化水质、处理污水以及利用燃煤炉渣净化烟气。这些利用主要为简单的物理应用，存在
利用形式单一、利用率偏低、效益不高等缺点，没能 实现燃煤炉渣应有的社会效益和经济效.、/
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【发明内容】
[0005]为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种燃煤炉渣的综合处理方法，该处理方法收集得到氯化钙、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化铁和碳粉并回收主要助剂反复使用。
[0006]本发明技术方案包括:
[0007]一种燃煤炉渣的处理方法，所述处理方法包括以下步骤:
[0008]I)首先将燃煤炉渣粉碎至100~140目，然后与盐酸按照重量体积比1:0.5~3充分混合，在常温或加热条件下进行搅拌反应，反应时间为I~2小时；
[0009]2)步骤I)燃煤炉渣与盐酸反应完成后进行固液分离，得到滤液一和滤饼一；
[0010]3)将步骤2)的所述滤液一 pH值调为7，过滤水洗，得到滤液二和沉淀，将所述沉淀烘干得到氢氧化铁和氢氧化铝，将所述滤液二蒸干得到二水氯化钙；
[0011]4)将步骤2)所述滤饼一烘干、向滤饼一中依次加入氟硅酸和硫酸进行反应，反应完成后进行固液分离得到滤液三和滤饼二，所述滤液三进行回收；
[0012]5)向步骤4)所述滤饼二中加入浓硫酸，滤饼二与浓硫酸的重量体积比为1:0.2~1，加热蒸干，加适量水煮沸，过滤得到滤液四和滤饼三，将所述滤液四的PH值调为7，水洗、烘干后得到氢氧化铁和氢氧化铝；
[0013]6)向步骤5)所述滤饼三中加入氢氧化钠煮沸、过滤、得到滤液五和滤饼四，所述滤饼四烘干得到碳粉，所述滤液五用稀盐酸中和使其PH值等于7，然后静置、水洗、烘干、粉碎得到白炭黑。
[0014]作为本发明的一个优选方案，上述步骤3)中，滤液一中加入饱和氢氧化钙溶液进行调节，使滤液一 PH值等于7。
[0015]作为本发明的另一个优选方案，上述步骤4)中，滤饼一与氟硅酸的重量体积比为1:0.2?2，滤饼一与硫酸的重量体积比为1:2，硫酸的浓度为10?60%。
[0016]进一步的，上述步骤5)中，加适量水煮沸10分钟。
[0017]更进一步的，上述步骤6)中，氢氧化钠的质量分数为30%，滤饼三和氢氧化钠重量体积比为1:2?5，煮沸2小时。
[0018]本发明所带来的有益技术效果:
[0019]本发明提出了一种燃煤炉渣的处理方法，其利用盐酸将燃煤炉渣中的Ca、Fe、Mg、Al等溶解变成可溶性盐酸盐，盐酸溶解剩余物在温度90?150°C下利用催化剂低温分解生产氯化钙、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化铁和碳粉并回收主要助剂反复使用；经检测本发明燃煤炉渣分解率大于95%，是一种低成本、高效益的利用燃煤炉渣资源生产高附加值化工产品的方法，本发明能耗低，副产物综合利用率高，并且在处理过程中无废气、废水、废渣产生，适用于工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明:
[0021]图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步清楚、完整的说明:
[0023]本发明所用原料、试剂，除非特别说明外，均可通过商业渠道购买得到。
[0024]本发明，一种燃煤炉渣的处理方法，其包括以下步骤:
[0025]步骤1:首先将燃煤炉渣粉碎至100?140目，然后与盐酸按照重量体积比1:0.5?3充分混合，在常温或加热条件下进行搅拌反应，反应时间为I?2小时；
[0026]步骤2:燃煤炉渣与盐酸反应完成后进行固液分离，本发明固液分离采用普通的过滤即可，固液分离后得到滤液一和滤饼一；
[0027]步骤3:将步骤2的滤液一 pH值调为7，本发明优选向滤液一中加入饱和氢氧化钙溶液进行调节，滴加氢氧化钙溶液的同时检测滤液一的PH，当滤液一 pH值等于7时即可停止滴加；然后将PH值等于7的滤液一进行过滤水洗，得到滤液二和沉淀，将沉淀烘干得到氢氧化铁和氢氧化铝，将滤液二蒸干得到二水氯化钙；
[0028]步骤4:将步骤2的滤饼一烘干、向滤饼一中依次加入氟硅酸和硫酸进行反应，本发明优选滤饼一与氟硅酸的重量体积比为1:0.2?2，滤饼一与硫酸的重量体积比为1:2，硫酸的浓度为10?60%,反应完成后进行固液分离得到滤液三和滤饼二,滤液三进行回收；
[0029]步骤5:向步骤4滤饼二中加入浓硫酸，滤饼二与浓硫酸的重量体积比为1:0.2?I，加热蒸干，加适量水煮沸10分钟，过滤得到滤液四和滤饼三，将滤液四的pH值调为7，水洗、烘干后得到氢氧化铁和氢氧化铝；
[0030]步骤6:向步骤5滤饼三中加入氢氧化钠煮沸2小时、本发明优选滤饼三和氢氧化钠重量体积比为1:2?5，氢氧化钠的质量分数为30%，煮沸完成后过滤、得到滤液五和滤饼四，滤饼四烘干得到碳粉，滤液五用稀盐酸中和使其PH值等于7，然后静置、水洗、烘干、粉碎得到白炭黑。
[0031]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明:
[0032]实施例1:
[0033]首先，将燃煤炉渣粉碎成100目的粉末，称取燃煤炉渣粉末20g放入烧杯中，向烧杯中加入18%的盐酸40mL并混和均匀，不断搅拌，反应I小时；
[0034]上述反应完成后进行过滤，得到滤液一和滤饼一，滤液一在不断搅拌下滴加饱和氢氧化钙乳浊液，在滴加的同时测滤液一的pH值，当pH值等于7时，停止滴加，将滤液一再次过滤，得到滤液二和沉淀，滤液二烘干得氯化钙产品，将沉淀烘干得到氢氧化铁和氢氧化招；
[0035]向滤饼一中依次加入IOmL氟硅酸，40mL硫酸，反应2小时后分离，得到滤液三和滤饼二，所得滤液三回收利用，所得滤饼二加IOmL浓硫酸，搅拌加热蒸干，再加50mL蒸馏水煮沸10分钟，过滤得到滤液四和滤饼三，将滤液四的pH值调为7，水洗、烘干后得到氢氧化铁和氢氧化铝；
[0036]上述滤饼三中加入50mL20%氢氧化钠溶液煮沸2小时，再次过滤，得到滤液五和滤饼四，滤饼四烘干得到碳粉，滤液五用稀盐酸中和使其PH值等于7，室温静置6?12小时，然后水洗、烘干、粉碎即得到白炭黑。
[0037]实施例2:
[0038]首先，将燃煤炉渣粉碎成120目的粉末，称取燃煤炉渣粉末20g放入烧杯中，向烧杯中加入10%的盐酸60mL并混和均匀，不断搅拌，反应I小时；
[0039]上述反应完成后进行过滤，得到滤液一和滤饼一，滤液一在不断搅拌下滴加饱和氢氧化钙乳浊液，在滴加的同时测滤液一的pH值，当pH值等于7时，停止滴加，将滤液一再次过滤，得到滤液二和沉淀，滤液二烘干得氯化钙产品，将沉淀烘干得到氢氧化铁和氢氧化招；
[0040]向滤饼一中依次加入6mL氟硅酸，40mL硫酸，反应2小时后分离，得到滤液三和滤饼二，所得滤液三回收利用，所得滤饼二加IOmL浓硫酸，搅拌加热蒸干，再加50mL蒸馏水煮沸10分钟，过滤得到滤液四和滤饼三，将滤液四的pH值调为7，水洗、烘干后得到氢氧化铁和氢氧化铝；
[0041]上述滤饼三中加入40mL30%的氢氧化钠溶液煮沸2小时，再次过滤，得到滤液五和滤饼四，滤饼四烘干得到碳粉，滤液五用稀盐酸中和使其PH值等于7，室温静置6?12小时，然后水洗、烘干、粉碎即得到白炭黑。
[0042]实施例3:
[0043]与实施例1不同之处在于:向烧杯中加入10%的盐酸50mL并混和均匀，不断搅拌，反应2小时。
[0044]应当理解的是，上述针对实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种燃煤炉渣的处理方法，其特征在于:所述处理方法包括以下步骤: O首先将燃煤炉渣粉碎至100?140目，然后与盐酸按照重量体积比1:0.5?3充分混合，在常温或加热条件下进行搅拌反应，反应时间为I?2小时； 2)步骤I)所述燃煤炉渣与盐酸反应完成后进行固液分离，得到滤液一和滤饼一； 3)将步骤2)所述滤液一pH值调为7，过滤水洗，得到滤液二和沉淀，将所述沉淀烘干得到氢氧化铁和氢氧化铝，将所述滤液二蒸干得到二水氯化钙； 4)将步骤2)所述滤饼一烘干、向滤饼一中依次加入氟硅酸和硫酸进行反应，反应完成后进行固液分离得到滤液三和滤饼二，所述滤液三进行回收； 5)向步骤4)所述滤饼二中加入浓硫酸，滤饼二与浓硫酸的重量体积比为1:0.2?1，加热蒸干，加适量水煮沸，过滤得到滤液四和滤饼三，将所述滤液四的PH值调为7，水洗、烘干后得到氢氧化铁和氢氧化铝； 6)向步骤5)所述滤饼三中加入氢氧化钠煮沸、过滤、得到滤液五和滤饼四，所述滤饼四烘干得到碳粉，所述滤液五用稀盐酸中和使其PH值等于7，然后静置、水洗、烘干、粉碎得到白炭黑。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤炉渣的处理方法，其特征在于:步骤3)中，所述滤液一中加入饱和氢氧化钙溶液进行调节，使所述滤液一 PH值等于7。
3.根据权利要求2所述的一种燃煤炉渣的处理方法，其特征在于:步骤4)中，所述滤饼一与氟硅酸的重量体积比为1:0.2?2，所述滤饼一与硫酸的重量体积比为1:2，所述硫酸的浓度为10?60%。
4.根据权利要求3所述的一种燃煤炉渣的处理方法，其特征在于:步骤5)中，加适量水煮沸10分钟。
5.根据权利要求4所述的一种燃煤炉渣的处理方法，其特征在于:步骤6)中，所述氢氧化钠的质量分数为30%，所述滤饼三和氢氧化钠重量体积比为1:2?5，煮沸2小时。
【文档编号】C01B33/113GK103506372SQ201310433398
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】薛彦辉 申请人:薛彦辉