专利名称：油页岩矿物质的脱除转化工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于油页岩工业领域，是一种将油页岩中的矿物质脱除并转化成化工产品，从而使油页岩的可用性提高的新工艺。
油页岩是一种储量非常丰富的固体燃料，是一种潜在的重要能源。目前对油页岩的利用很少，且主要用于干馏(即炼油)及燃烧。近年来人们开始重视对其化工利用的研究，如美国专利US4，045，313;US4，177，064;US4，891，132;捷克斯洛伐克专利CS206，376;中国专利CN86，107，925;Smith，Jchn Ward，Mining En-gineering(Lettcn，Calcrado)1981，33(6)，693-7;Sinor J.E.，Prcceedings International Conference on Oil Shale and Shale OiL(PICOSSO，下同)，化学工业出版社(北京)，1988，159-66;Cac Z.y.，Zhao Q.R.，PICOSSO，167-175;Rein V.，PICOSSO，176-8;Zhao y.F.，Chi H.y.，Dai H.，PICOSSO，179-88。但在迄今所做的工作中，大多只限于几个孤立的领域，如有机质的氧化，金属元素的回收，页岩灰的利用等，而没能把油页岩矿物质的脱除、转化利用与提高油页岩的可用性有效地结合起来。在油页岩的化工利用研究中，一般是以其油母(有机质)为反应原料，而油页岩中绝大部分组成为无机矿物质，这些矿物质在很大程度上起了妨碍作用，并使得反应产物不纯。在目前的干馏工艺中，油页岩破碎后有大量的细小颗粒不能进行干馏而作为废物抛弃。现在国内炼油厂(抚顺石油化工公司，茂名石油工业公司)利用此部分油页岩细粉为原料，设置了油页岩燃烧炉，但因含灰量太大，热量不足，而且存在较严重的硫污染问题，运行一直比较困难，致使宝贵的能源难以得到有效利用。苏联也有油页岩直接燃烧发电的研究和应用，其中也存在类似问题。本发明将对解决或缓解这些困难起到较大的作用。
本发明的目的在于将油页岩中的大部分矿物质脱除，并将其转化成有用的化工产品，从而使油页岩中的有机质大大浓缩，污染性硫含量明显减少，使其更好地用于燃烧、化工利用和干馏。
本发明工艺所用化工原料为无机强酸和强碱溶液，如硫酸、盐酸HaOH和KOH，在说明书中以硫酸溶液和NaOH溶液为例。先使硫酸溶液与油页岩粉末混合搅拌进行反应，然后过滤，滤饼用水洗至中性后再与NaOH溶液反应，反应方程式如下
反应(1)以较高温度为宜，至少应在常温以上，以加快反应速度。反应(2)则可在较低温度下(常温或稍高于常温)以较快的速度进行。反应(1)生成的Al2(SO4)3越多，则反应(2)生成的Na2O(SiO2)X也越多。因反应(2)很容易进行，可以将碱滤液重复使用，这样得到的水玻璃溶液的模数明显高于一般湿法工艺的产品的模数，而反应所需条件也比现有干法工艺明显缓和。
在进行反应(1)的同时，油页岩中的含铁矿物质发生溶解反应，生成Fe2(SO4)3和FeSO4。含硫矿物质(主要为FeS2)也发生溶解或被Fe3+离子氧化而从油页岩中脱除，反应参考式为
12.9Fe3++FeS2+7.28H2O→13.9Fe2++1.82SO2-4+0.18S+14.56H+(3)经本方法处理后，矿物质可脱除60%以上。在生成的硫酸盐混合物中，Al2(SO4)3可达80%，铁的硫酸盐类为18%，其他组份占1.5%左右。因Al2(SO4)3占了绝大部份，以致将一次溶解反应后的硫酸滤液蒸发掉少许水份，便有大量的Al2(SO4)3结晶出来，其纯度在90%以上。提取Al2(SO4)3后的硫酸滤液中主要含有Fe2(SO4)3和FeSO4此溶液可制取化工产品。
由控制反应的操作参数，可以自如地改变油页岩渣中的无机组成，使之适用于各种用途(如做水泥原料)。经本工艺加工后，油页岩的有机质含量大大提高，污染性硫含量明显减少，可以更好地用于燃烧和化工利用。同时，原油页岩被分成了三部份(酸溶物，碱溶物和油页岩渣)，从而又可能使其中的贵金属得以比较容易提取。
本发明的优点在于方法简单，操作方便，投资省，综合利用效益高，是油页岩利用的一条新途径。
权利要求
1.一种油页岩矿物质的脱除转化工艺，其特征在于使油页岩分别与强酸溶液和强碱溶液反应，由此将大部分矿物质脱除并转化成化工产品，从而改善油页岩的燃烧和化工利用的性能。
2.根据权利要求1所指工艺，其特征在于使油页岩先与强酸溶液反应，经过滤和水洗后再与强碱溶液反应，前一反应以较高的温度为宜(至少在常温以上)，而后一反应则可在较低温度下进行(常温和常温以上均可)。
3.根据权利要求1和权利要求2所指的强酸包括硫酸和盐酸，强碱包括氢氧化钠和氢氧化钾。
全文摘要
本发明是一种油页岩矿物质的脱除转化工艺，油页岩在燃烧和化工利用时其矿物起了妨碍的作用，本发明根据其矿物质的性质，先后用无机强酸和强碱进行处理，从而使矿物质大大减少并转化成有用的化工原料和产品，降低了污染性硫含量，改善了油页岩燃烧和化工利用的性能。
文档编号C10G1/00GK1066284SQ9110288
公开日1992年11月18日 申请日期1991年4月30日 优先权日1991年4月30日
发明者张文进 申请人:张文进