CN105585298A - 一种粉煤灰综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

一种粉煤灰综合利用的方法涉及有色金属冶金技术领域，尤其涉及对粉煤灰的综合利用,以粉煤灰为主要原料生产氧化铝,生产过程中的废渣配料制砖。本发明提供一种适用范围广、高效、环保的粉煤灰的综合利用方法。本发明包括以下步骤：步骤一，将粉煤灰在烘干塔内烘干。步骤二，在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧。步骤三，将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁。步骤四，将除铁后的粉煤灰加水冷却，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值。步骤五，将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼。步骤六，将滤饼在烘干塔内烘干，加入石灰、水泥、石膏，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。

Description

一种粉煤灰综合利用的方法
技术领域
本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其涉及对粉煤灰的综合利用,以粉煤灰为主要原料生产氧化铝,生产过程中的废渣配料制砖。该方法能有效处理我国现有的Al2O3含量在15%以上的粉煤灰。
背景技术
我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。
中国发明专利申请号为201310746884.0的发明公开了一种粉煤灰酸法生产氧化铝的方法，该方法包括：步骤S1，将粉煤灰与溶剂进行混合得到原始浆料，并对原始浆料进行磁选、过滤，得到贫铁滤饼；步骤S2，将贫铁滤饼进行酸溶，得到酸浆液；步骤S3，将酸浆液进行渣液分离，得到氯化铝溶液和残渣；步骤S4，将氯化铝溶液进行树脂吸附除杂处理，得到氯化铝精制液；步骤S5，将氯化铝精制液进行浓缩结晶处理，得到结晶氯化铝和冷凝水；以及步骤S6，将结晶氯化铝进行煅烧，得到氧化铝。其存在的不足是：酸法单位投资高，其设备折旧和财务费用也高，且物料的腐蚀性提高了其检修成本，造成固定成本高。对氯化铝的煅烧需要很高的温度才能促进反应进行，能耗高。
中国发明专利申请号为201410037081.2的发明公开了一种粉煤灰制备氧化铝的方法，其特征在于：⑴将粉煤灰磨细、石灰石粉磨细，加入碱液、聚乙烯醇水溶液，进行生料造粒；⑵将生料颗粒烧制成熟料，烧制时间为10-30min；生料颗粒烧制成熟料采用两段控温法，包括低温焙烧和高温焙烧，低温焙烧温度选择350-400℃，高温焙烧温度选择750-800℃；⑶将熟料进行碱浸出，浸出熟料用的调整液由浸出熟料、液固分离后固相残渣的洗液调配而成；⑷将浸出液进行脱硅处理后，进行过滤分离；⑸将过滤分离出的脱硅后液，进行碳酸化分解，得到氢氧化铝；⑹焙烧氢氧化铝得到氧化铝产品。其存在的不足是：工艺流程中的主要反应时间较长，不宜用于工业化生产。
中国发明专利申请号为201410129308.6的发明公开了一种铵盐溶解及循环氨法从粉煤灰中提取氢氧化铝的方法，其特征在于，以可溶性铵盐和粉煤灰为原料，将粉煤灰机械活化，将活化后的粉煤灰与一定浓度铵盐溶液在反应釜中进行蒸氨反应、加热，降温后固液分离，混合液相部分为水溶性的铝盐、铁盐、钛盐、镁盐、铝铵复盐、铁铵复盐等。将该混合液吸收蒸氨过程中释放出的氨气，在一定温度下进行沉铝反应，固液分离，得到氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化镁等混合氢氧化物固相沉淀，液相为铵盐溶液。其存在的不足是：碱液单位投资高，其设备折旧和财务费用也高，且物料的腐蚀性提高了其检修成本，造成固定成本高。且所得成品为混合氢氧化物固相沉淀，分离困难。
发明内容
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种粉煤灰综合利用的方法，以解决对粉煤灰资源的利用和调节氧化铝行业的产能。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明包括以下步骤。
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下。
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
范围 30-45 15-60 1.5-6.5 0.5-10
将粉煤灰在烘干塔内烘干30min-45min。
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧。配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1-1.5：2-2.5:1.5-2，回转窑内煅烧温度为1250℃-1450℃，煅烧时间为1.5-2h。
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁。
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.0-4.5，继续搅拌1h。
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼。氯化铝溶液可直接用于氧化铝工业。
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏。加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=50-60:15-20:5-10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
与现有技术相比本发明的有益效果。
（1）流程简单，适用性强：本发明的粉煤灰综合利用方法适用于我国各地方电厂粉煤灰，且采用煅烧、酸浸的方法，流程简单。
（2）环保：采用本发明的粉煤灰综合利用的方法，整合生产过程无废气、废料的产生，所有原料、尾料都得到了充分的利用。
具体实施方式
选取三种不同品位的粉煤灰，分别用本发明方法处理。
实施例1：用本发明方法对山西某电厂的粉煤灰进行试验。
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
范围 31.2 56.3 3.5 5.2
将粉煤灰在烘干塔内烘干30min。
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧。配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1：2.5:2，回转窑内煅烧温度为1300℃，煅烧时间为1.5h。
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁。
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.0，继续搅拌1h。
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼。氯化铝溶液可直接用于氧化铝工业。
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏。加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=55:17:8：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
实施例2：用本发明方法对辽宁某电厂粉煤灰进行试验。
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
范围 38.2 44.5 5.3 1.3
将粉煤灰在烘干塔内烘干45min。
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧。配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1.5：2:1.5，回转窑内煅烧温度为1250℃，煅烧时间为1.5h。
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁。
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.5，继续搅拌1h。
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼。氯化铝溶液可直接用于氧化铝工业。
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏。加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=50:15:10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
实施例3：用本发明方法对河南某电厂粉煤灰进行试验。
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO
范围 44.6 35.3 1.8 3.6
将粉煤灰在烘干塔内烘干45min。
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧。配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1.3：2.2:1.6，回转窑内煅烧温度为1450℃，煅烧时间为2h。
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁。
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值4.5，继续搅拌1h。
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼。氯化铝溶液可直接用于氧化铝工业。
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏。加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=58:20:10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。

Claims (4)

1.一种粉煤灰综合利用的方法，其特征在于，
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 范围 30-45 15-60 1.5-6.5 0.5-10
将粉煤灰在烘干塔内烘干30min-45min；
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧，配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1-1.5：2-2.5:1.5-2，回转窑内煅烧温度为1250℃-1450℃，煅烧时间为1.5-2h；
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁；
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.0-4.5，继续搅拌1h；
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼；
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏；加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=50-60:15-20:5-10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
2.如权利要求1所述的一种粉煤灰综合利用的方法，其特征在于：用本发明方法对山西某电厂的粉煤灰进行试验；
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 范围 31.2 56.3 3.5 5.2
将粉煤灰在烘干塔内烘干30min；
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧，配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1：2.5:2，回转窑内煅烧温度为1300℃，煅烧时间为1.5h；
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁；
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.0，继续搅拌1h；
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼；
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏；加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=55:17:8：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
3.如权利要求2所述的一种粉煤灰综合利用的方法，其特征在于：用用本发明方法对辽宁某电厂粉煤灰进行试验；
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 范围 38.2 44.5 5.3 1.3
将粉煤灰在烘干塔内烘干45min；
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧，配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1.5：2:1.5，回转窑内煅烧温度为1250℃，煅烧时间为1.5h；
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁；
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值3.5，继续搅拌1h；
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼；
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏；加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=50:15:10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
4.如权利要求1所述的一种粉煤灰综合利用的方法，其特征在于：用本发明方法对河南某电厂粉煤灰进行试验；
步骤一：电厂粉煤灰，其主要成分含量如下：
成分（%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 范围 44.6 35.3 1.8 3.6
将粉煤灰在烘干塔内烘干45min；
步骤二：在粉煤灰中配入炭粉、碳酸钠、氢氧化钠，送至回转窑内煅烧，配入比例为粉煤灰：炭粉：碳酸钠：氢氧化钠=10：1.3：2.2:1.6，回转窑内煅烧温度为1450℃，煅烧时间为2h；
步骤三：将煅烧后的粉煤灰送至磁选仓进行磁选除铁；
步骤四：将除铁后的粉煤灰加水冷却，加入比例为粉煤灰：水=1:10，将加水后的浆液送至搅拌罐，开启搅拌并加入浓盐酸，调节PH值4.5，继续搅拌1h；
步骤五：将搅拌后的浆液送至压滤机，得到氯化铝溶液和滤饼；
步骤六：将滤饼在烘干塔内烘干30min，保留水分在10%左右，加入石灰、水泥、石膏，加入比例为滤饼：石灰：水泥：石膏=58:20:10：0.1，在配料仓混合均匀后制成泥坯在窑内烧成砖体。
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