CN113753929A - 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法 - Google Patents

一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113753929A
CN113753929A CN202110991430.4A CN202110991430A CN113753929A CN 113753929 A CN113753929 A CN 113753929A CN 202110991430 A CN202110991430 A CN 202110991430A CN 113753929 A CN113753929 A CN 113753929A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum hydroxide
fly ash
whiteness
silicon fertilizer
alumina fly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110991430.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王俊
陈虹妤
郭婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202110991430.4A priority Critical patent/CN113753929A/zh
Publication of CN113753929A publication Critical patent/CN113753929A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/16Preparation of alkaline-earth metal aluminates or magnesium aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/164Calcium aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/20Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts
    • C01F7/22Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts with halides or halogen acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05DINORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00Other inorganic fertilisers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明提供的一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,是一种全新的氯化钙法工艺技术,通过先提取粉高铝煤灰中的氧化铝成分,用于生产高附加值的高白氢氧化铝,然后将余下的SiO2·nH2O沉淀物与氯化钙通过焙烧,获得硅肥熟料,其中,硅肥熟料中的有效SiO2>20%,因此,本发明能够使高铝粉煤灰达到了全量资源化利用的目的,为高铝粉煤灰综合利用开辟出一条新的途径。

Description

一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法
技术领域
本发明属于粉煤灰综合利用技术领域,具体涉及一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法。
背景技术
我国煤炭资源非常丰富,是世界主要产煤大国。2020年我国煤炭消费量约30亿吨,占我国能源消费总量的56.8%。依托我国丰富的煤炭资源,我国形成了以火电为主的电力生产结构,火电比例占总发电量的70%以上。我国煤炭的50%以上,用于火电厂发电,其余用于采暖供热、炼焦、制气等行业。
由于粉煤灰是燃煤电厂在煤炭经锅炉燃烧后排出的固体废料,因此,粉煤灰也是我国排放量最大的工业废渣。通常燃烧1吨煤,产生20~30%的粉煤灰,全国火电厂平均排灰渣量在25%左右。另外其它行业如采暖、制取煤气等过程,也会产生大量的粉煤灰。目前我国年排放粉煤灰约6亿吨,占全球排放量的1/3。在北方产煤省区,粉煤灰通常采用建设灰渣堆场的办法堆存,既占用土地,又污染环境。粉煤灰综合利用研究,历来是国家大力支持、鼓励的科研项目。
粉煤灰化学组成主要是氧化铝、氧化硅,另有氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钛及未燃碳等成分,几乎不含重金属。通常情况下,粉煤灰中的SiO2+A12O3占80%左右。其它成分占20%左右。
在我国内蒙、山西、宁夏产煤省区,煤炭中含有较多高岭石、勃姆石、粘土矿物等铝含量较高的无机矿物,在燃烧过程中形成Al2O3含量较高的粉煤灰,其Al2O3含量通常可达40-52%,相当于我国中低品位铝土矿、进口三水铝土矿中的Al2O3含量,业界称为高铝粉煤灰。
由此可见,粉煤灰综合利用提取氧化铝及副产品研究,是世界性技术难题之一,国外研究以波兰为主,至今已经60年左右,未取得成功。
中国近20年,投入上百亿资金进行研究,至今未取得技术突破。大唐电力、中国神华、中国铝业、中煤集团、蒙西集团,先后采用预脱硅烧结法、酸法、低钙烧结法、石灰烧结法等众多工艺技术,生产氧化铝及相关副产品,均未取得工业性、经济性利用,目前这些研究已经处于低谷。
粉煤灰主要含氧化铝、氧化硅,是制取氢氧化铝、氧化铝、硅肥的原料。近几年来,我们总结过去粉煤灰综合利用研究的经验教训,开展了对高铝粉煤灰综合利用研究工作,取得了大量经验。本发明提出了“氯化钙法处理高铝粉煤灰新工艺技术”,生产高白氢氧化铝及硅肥。达到粉煤灰全量资源化综合利用。
中国是世界上最大的氧化铝生产及消费国,目前氧化铝产量约8000万吨/年,占世界产量的一半以上。生产氧化铝需要的铝土矿,大部分靠进口解决,自产铝土矿远远不能满足国内氧化铝生产需求。
氧化铝产量的95%是冶金级产品,用于生产电解铝,余下约5%作为氧化铝化学品,大概300多万吨,或称为多品种氧化铝,在石油化工、建筑材料、电力输送、医药、消防、新能源电池及汽车,环保及日常用品等许多行业广泛使用。
虽然氧化铝化学用品产量仅300-400万吨/年,但多品种氧化铝的品种近千项,种类繁多,氧化铝性质差别很大,其价格也比冶金级氧化铝高很多。
高白氢氧化铝就是氧化铝化学品的大的一个分支,广泛用于人造大理石、消防阻燃剂、塑料橡胶造纸的填充剂、电子元件、摩擦剂、医药及化工催化剂等领域。由于用途广泛,各行业对高白氢氧化铝的化学组成、物料性质也有不同要求。根据用户的需求不同,高白氢氧化铝形成了不同纯度、不同杂质含量、不同粒度及不同白度的系列产品。
目前,我国高白氢氧化铝年产量在60-70万吨,主要有中铝中州、山东分公司生产,合计产量50万吨/年,其它企业产量仅20万吨/年。
生产方法主要是烧结法工艺,嫁接在现有冶金级氧化铝生产线上。由于烧结法有1250℃熟料烧成工序,后续接有中压脱硅及除杂脱色工序,故烧结法产品中有机物含量低、脱硅除铁后溶液纯净度高,采用种分工艺,分解率在50%左右。控制铝酸钠溶液的浓度105g/l左右,苛性化系数αk值约1.6、分解温度低、时间长,就可以生产出各种不同性能的高白氢氧化铝产品,产品白度在94%-98%之间。而拜耳法生产工艺,由于产品中有机物含量高,白度较低,通常在85%-90%之间,不能满足高白度要求。
现有的高白氢氧化铝生产,必须使用铝土矿为原料。
由于,硅是植物生长所必需营养元素,因此,硅在促进作物生长、增强作物抗病虫害能力、改善农作物品质、提高农作物产量、改良土壤环境、调节土壤成分等方面,都具有很好的作用。目前,硅肥在农业上,已经成为继氮肥、磷肥、钾肥后的第四大肥料。
硅肥的主要成分为硅酸二钙、硅酸一钙、硅酸钙镁、铝酸钙、偏硅酸钠等。
我国硅肥发展比国外约晚50年,上世纪的70年中期才开始研究硅肥,80年代进入小规模生产及应用。1990年后,我国硅肥发展速度较快,一批工业性生产的硅肥厂建成投产。目前硅肥开始大规模推广使用,2020年国内硅肥产量约300万吨,硅肥产量逐年上升。但同期,国外硅肥产量,超过3000万吨/年。故中国与世界硅肥产量,还存在较大的差距。
我国耕地面积近18亿亩,而缺硅元素的耕地约10亿亩,超过全国耕地面积的50%。长江流域是我国水稻主产区,其中80%以上的农田缺硅,需要使用硅肥。国内硅肥市场潜在的需求量在3000万吨以上。硅肥产业面临较好的发展前景。
硅是地壳中最丰富的元素,占地壳总质量的约四分之一。若以二氧化硅计算,则占地壳的一半以上。故在工业开采的各种尾矿、冶炼渣、粉煤灰中,均大量含有SiO2,这些废渣既占用土地,又污染环境,根据其化学组成,它们是生产硅肥的较好原料。
目前,国内硅肥生产主要以工业矿渣为原料,如:炼钢业的高炉水淬渣、普通铝硅粉煤灰、磷化工生产过程的废渣、废玻璃等。主要包括:废渣晾干、破碎、重金属除杂、根据土壤成分添加部分当地土壤稀缺元素、球磨粉化、筛分、最后得到商品硅肥。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足之处,本发明提供了一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,包括如下步骤:
(1)将高铝粉煤灰和氯化钙粉配制成含水率为36-42%的生料浆;
(2)将步骤(1)中的生料浆在温度为700-1200℃下进行烧成,烧成反应时间为1-5小时,获得含有铝酸钙、二铝酸钙、硅酸钙、硅酸二钙的熟料;
(3)将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应,获得氯化铝和氯化钙混合溶液、以及SiO2˙nH2O沉淀物;
(4)在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰,在45-90℃的温度下,反应时间0.5-1.0h,获得氢氧化铝沉淀物;
(5)对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理,即可获得高白氢氧化铝产品;
(6)将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合,配制出硅生料;
(7)将步骤(6)中的硅生料进行焙烧,焙烧温度800-1000℃,焙烧1-4h,获得含有硅酸二钙、硅酸一钙、硅酸钙镁、铝酸钙、偏硅酸钠的硅肥熟料。
进一步的,所述高铝粉煤灰的粒度为5-60μ,Al2O3的含量大于40%;所述高铝粉煤灰中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与氯化钙粉中的CaCl2的摩尔数之间的比值为1:1-1:3。
进一步的,所述步骤(2)和(7)均包括对反应尾气进行处理,其包括:将反应产生的氯化氢烟气,经浓度为10-20%的盐酸进行吸收处理。
进一步的,在将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应时,包括:
将熟料破碎成粒度为100-300目的颗粒后,与浓度为10-20%的盐酸溶液,在温度为45-90℃的条件下进行反应,其中,熟料中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与盐酸溶液中的HCl的摩尔数之间的比值为0.98-1.0。
进一步的,在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰时,CaO与AlCl3之间的摩尔数之比为1.8:1—2.5:1。
进一步的,在对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理时,包括:
对含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后,向过滤出的氢氧化铝沉淀物中加入温度为80-90℃热水洗涤,洗涤过滤后的氢氧化铝滤饼含水率为5-8%,采用100-160℃对氢氧化铝滤饼进行烘干,烘干后即可获得高白氢氧化铝产物。
进一步的,在对氢氧化铝沉淀物依次进行分离和洗涤之后,还包括:
将含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后的分离原液、以及氢氧化铝的洗液送入蒸发站,将多余的水分蒸发去除,使分离原液和洗液的浓度浓缩在生料浆制备工序要求的水分范围,使浓缩后的溶液可作为步骤(1)中的生料浆。
进一步的,所述蒸发站对分离原液和洗液的蒸发所用的压力为0.6mpa,蒸发站的蒸发器组采用3-4效运行,PH值在5-6范围,蒸发器加热管及壳体采用钛材制造。
进一步的,在将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合时,SiO2与CaCl2之间的摩尔数之比为1:1-1:4。
本发明提供的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,是一种全新的氯化钙法工艺技术,通过先提取粉高铝煤灰中的氧化铝成分,用于生产高附加值的高白氢氧化铝,然后将余下的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙通过焙烧,获得硅肥熟料,其中,硅肥熟料中的有效SiO2>20%,因此,本发明能够使高铝粉煤灰达到了全量资源化利用的目的,为高铝粉煤灰综合利用开辟出一条新的途径。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明示例性实施例1的一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,包括如下步骤:
(1)将高铝粉煤灰和氯化钙粉配制成含水率为36-42%的生料浆;
其中,高铝粉煤灰的粒度为5-60μ,Al2O3的含量大于40%;高铝粉煤灰中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与氯化钙粉中的CaCl2的摩尔数之间的比值为1:1-1:3。其中,氯化钙粉为CaCl2含量>90%的工业固体氯化钙粉Ⅱ级品。
(2)将步骤(1)中的生料浆在温度为700-1200℃下进行烧成,烧成反应时间为1-5小时,获得含有铝酸钙、二铝酸钙、硅酸钙、硅酸二钙的熟料。
步骤(2)具体包括:将生料浆依次经泵和喷枪输送至回转窑中烧成,其烧成燃料为洗精煤粉,煤粉也用喷枪送入窑内的窑头处,烧成温度为700-1200℃,窑内反应时间为1-5小时。此熟料烧成的主要化学反应过程如下:
Al2O3+CaCl2+H2O→CaO˙Al2O3+CaO˙2Al2O3+HCl↑
SiO2+CaCl2+H2O→CaO˙SiO2+2CaO˙SiO2+HCl↑
由此可见,步骤(1)中的生料浆在熟料烧成反应可得到以铝酸钙、二铝酸钙、硅酸钙、硅酸二钙的熟料。
由于在对熟料烧成反应时,会产生氯化氢烟气,因此,步骤(2)还包括对反应尾气进行处理,其包括:将反应产生的氯化氢烟气,经浓度为10-20%的盐酸进行吸收处理。
由于盐酸在本发明中的制备方法中被循环使用,同时步骤(1)中的原料中也使用了氯化钙粉,并且在本发明中的反应***中多余的盐酸,因此,将回收氯化氢烟气的盐酸溶液的浓度控制在10-20%,可以使吸收氯化氢烟气的盐酸处理液作为盐酸副产品进行销售。
(3)将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应,获得氯化铝和氯化钙混合溶液、以及SiO2˙nH2O沉淀物。
具体而言,在将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应时,具体包括:将熟料破碎成粒度为100-300目的颗粒后,与浓度为10-20%的盐酸溶液,在温度为45-90℃的条件下进行反应,其中,熟料中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与盐酸溶液中的HCl的摩尔数之间的比值为0.98-1.0。
其中,在熟料和盐酸反应时,将反应温度优选为45-90℃,可使熟料和盐酸之间的反应为较强的放热反应,即不用对熟料和盐酸进行加热,熟料和盐酸之间的反应所放处的热量就可使其体系升温至45-90℃;熟料和盐酸的反应时间优选为0.5-1.0小时,熟料和盐酸反应后,所获得的氧化铝溶出率>90%、氧化钙溶出率50-80%;此外,熟料和盐酸反应的化学反应过程如下:
CaO˙Al2O3+CaO˙2Al2O3+HCl→AlCl3+CaCl2+H2O
CaO˙SiO2+2CaO˙SiO2+HCl→CaCl2+SiO2˙nH2O↓+H2O
由此可见,熟料和盐酸反应所得到氯化铝和氯化钙混合溶液、以及无定型SiO2˙nH2O沉淀物。
(4)在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰,在45-90℃的温度下,反应时间0.5-1.0h,获得氢氧化铝沉淀物。
具体而言,步骤(3)中的混合溶液和石灰发生氢氧化铝分解反应的化学反应过程如下:
AlCl3+CaO+aq→CaCl2+Al(OH)3
生成的Al(OH)3粒度在17-50μ之间,其满足高白氢氧化铝的粒度要求。
作为具体的,在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰时,CaO与AlCl3之间的摩尔数之比为1.8:1—2.5:1。
(5)对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理,即可获得高白氢氧化铝产品;
具体而言,在对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理时,包括:对含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后,向过滤出的氢氧化铝沉淀物中加入温度为80-90℃热水洗涤,洗涤过滤后的氢氧化铝滤饼含水率为5-8%,采用100-160℃对氢氧化铝滤饼进行烘干,烘干后即可获得高白氢氧化铝产物。
进一步的,在对氢氧化铝沉淀物依次进行分离和洗涤之后,还包括:将含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后的分离原液、以及氢氧化铝的洗液送入蒸发站,将多余的水分蒸发去除,使分离原液和洗液的浓度浓缩在生料浆制备工序要求的水分范围,使浓缩后的溶液可作为步骤(1)中的生料浆。其中,为了保持生产循环***的水平衡,分离原液和洗液送入蒸发站,将多余的水分蒸发去除,使分离原液和洗液的浓度浓缩至含水率为36-42%。
更进一步的,蒸发站对分离原液和洗液的蒸发所用的压力为0.6mpa,蒸发站的蒸发器组采用3-4效运行,PH值在5-6范围,蒸发器加热管及壳体采用钛材制造。
(6)将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合,配制出硅生料。
作为具体的,在将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合时,SiO2与CaCl2之间的摩尔数之比为1:1-1:4。其中,氯化钙粉为CaCl2含量>90%的工业固体氯化钙粉Ⅱ级品。
(7)将步骤(6)中的硅生料进行焙烧,焙烧温度800-1000℃,焙烧1-4h,获得含有硅酸二钙、硅酸一钙、硅酸钙镁、铝酸钙、偏硅酸钠的硅肥熟料。
具体的,将硅生料送入回转窑中焙烧,焙烧温度800-1000℃,焙烧时间1-4小时,焙烧燃料用洗精煤,与前面工序的熟料烧成用煤一致。
由于,在焙烧过程中,氯化钙粉与二氧化硅反应,生成的烟气中,含8-22%的氯化氢,因此,步骤(7)包括对反应尾气进行处理,其包括:将反应产生的氯化氢烟气,经浓度为10-20%的盐酸进行吸收处理。作为优选的,步骤(7)中的烟气与熟料烧成的烟气,一同送入酸吸收车间,制备10-20%浓度的盐酸。
通过将硅生料焙烧可得到成分为硅酸二钙、硅酸一钙、硅酸钙镁、铝酸钙、偏硅酸钠的硅肥熟料,其中,有效SiO2含量为20-30%,可满足硅肥行业的规范要求。
在一些实施方式中,还包括对硅肥熟料的破碎和打包处理,其包括:将焙烧得到的块度在10mm以下的硅肥熟料,经破碎工序,将其粒度破碎到<200μ,再经包装,每袋15-25kg,即得到硅肥产品。
本发明提供的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,是一种全新的氯化钙法工艺技术,通过先提取粉高铝煤灰中的氧化铝成分,用于生产高附加值的高白氢氧化铝,然后将余下的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙通过焙烧,获得硅肥熟料,其中,硅肥熟料中的有效SiO2>20%,因此,本发明能够使高铝粉煤灰达到了全量资源化利用的目的,为高铝粉煤灰综合利用开辟出一条新的途径。
下面通过实施例对本发明提供的一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法做具体说明。
实施例1
一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,参见图1,包括如下步骤:
(1)将100kg高铝粉煤灰和9kg氯化钙粉加入生料浆制备槽中,混合均匀后,获得含水率为38%的生料浆;其中,高铝粉煤灰的Al2O3含量为52%、SiO2含量为31%、平均粒度为20μ,氯化钙粉为CaCl2含量>90%的工业固体氯化钙粉Ⅱ级品;
(2)将步骤(1)中的生料浆用离心泵及喷枪送入回转窑中,回转窑燃料用洗精煤(灰分含量23%)50.4kg,在1150℃温度下,焙烧时间3小时,得到烧成块度为5mm的熟料280kg;
(3)用破碎机对步骤(2)中的熟料进行破碎,使破碎后的熟料的粒度为100μ,通过800kg的浓度为10-20%的盐酸对破碎后的熟料进行反应,溶出温度80℃,溶出时间1.0小时,熟料中氧化铝溶出率90%,氧化钙溶出率50%,获得氯化铝和氯化钙混合溶液、以及SiO2˙nH2O沉淀物;
(4)在步骤(3)中的混合溶液中加入50kg石灰进行分解反应,其中,石灰粉中CaO氧化钙含量88%,在45-90℃的温度下,反应时间0.5-1.0h,获得71.5kg含水率为8%的氢氧化铝沉淀物;
(5)将含水率8%的氢氧化铝沉淀物,经120℃热风干燥,按25kg/袋自动计量包装机包装,即得到高白氢氧化铝产品;其中,高白氢氧化铝产品的各项性能如下:产量71.5kg,Al(OH)3纯度≥99.6%,附碱Na2O≤0.01%,附水≤0.2%,平均粒度11-50μ,白度≥94%。松装密度≥0.9g/cm3
(6)经氢氧化铝分解、分离洗涤后的浓度为135g/lCaCl2的溶液,采用蒸发的方式,去除流程中多余的水分,蒸发采用3效作业流程,新蒸汽压力0.6mpa,蒸发汽水比0.5。蒸发后浓度CaCl2母液420g/l,送入生料浆制备工序,制备可适用于步骤(1)的生料浆;
(7)将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物分离洗涤后,获得含水率为25%的滤饼,其中,沉淀物的质量为134kg,将过滤后沉淀物与45kg的CaCl2含量>90%的工业固体氯化钙粉Ⅱ级品进行混合,配制出硅生料;
(8)出硅生料焙烧采用回转窑焙烧,用洗精煤为燃料(灰分含量23%),焙烧温度:950℃;焙烧时间:3小时;焙烧后硅肥熟料经破碎机破碎,破碎粒度≤120μ;
(9)硅肥经25kg/袋自动包装机进行包装,即得到合格的硅肥产品。有效硅含量≥27%,硅肥产量140kg。
其中,在步骤(2)中的熟料烧成过程中产生的烟气,以及步骤(8)中SiO2˙nH2O沉淀物烧结产生的氯化氢烟气,可一同送酸吸收工序,采用二级吸收塔进行吸收,制备出20%浓度的盐酸377kg。此酸217kg用于熟料溶出,在流程中循环使用,另有160kg作为副产品销售。
熟料用酸吸收工序送来的20%浓度盐酸800kg,与熟料一起加入溶出反应槽,熟料中氧化铝溶出率90%,氧化钙溶出率50%。溶出温度80℃,溶出时间1.0小时。反应生成由氯化铝、氯化钙溶液及SiO2˙nH2O沉淀物组成的料浆,料将体积0.85m3,此料浆经分离洗涤,SiO2˙nH2O沉淀物送硅生料制备工序,含氯化铝、氯化钙的溶液送入氢氧化铝分解工序。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将高铝粉煤灰和氯化钙粉配制成含水率为36-42%的生料浆;
(2)将步骤(1)中的生料浆在温度为700-1200℃下进行烧成,烧成反应时间为1-5小时,获得含有铝酸钙、二铝酸钙、硅酸钙、硅酸二钙的熟料;
(3)将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应,获得氯化铝和氯化钙混合溶液、以及SiO2˙nH2O沉淀物;
(4)在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰,在45-90℃的温度下,反应时间0.5-1.0h,获得氢氧化铝沉淀物;
(5)对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理,即可获得高白氢氧化铝产品;
(6)将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合,配制出硅生料;
(7)将步骤(6)中的硅生料进行焙烧,焙烧温度800-1000℃,焙烧1-4h,获得含有硅酸二钙、硅酸一钙、硅酸钙镁、铝酸钙、偏硅酸钠的硅肥熟料。
2.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,所述高铝粉煤灰的粒度为5-60μ,Al2O3的含量大于40%;所述高铝粉煤灰中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与氯化钙粉中的CaCl2的摩尔数之间的比值为1:1-1:3。
3.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,所述步骤(2)和(7)均包括对反应尾气进行处理,其包括:
将反应产生的氯化氢烟气,经浓度为10-20%的盐酸进行吸收处理。
4.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,在将步骤(2)中的熟料与浓度为10-20%的盐酸进行反应时,包括:
将熟料破碎成粒度为100-300目的颗粒后,与浓度为10-20%的盐酸溶液,在温度为45-90℃的条件下进行反应,其中,熟料中的Al2O3和CaO的摩尔数之和与盐酸溶液中的HCl的摩尔数之间的比值为0.98-1.0。
5.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,在步骤(3)中的混合溶液中加入石灰时,CaO与AlCl 3之间的摩尔数之比为1.8:1—2.5:1。
6.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,在对步骤(4)中的氢氧化铝沉淀物依次进行分离、洗涤、烘干处理时,包括:
对含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后,向过滤出的氢氧化铝沉淀物中加入温度为80-90℃热水洗涤,洗涤过滤后的氢氧化铝滤饼含水率为5-8%,采用100-160℃对氢氧化铝滤饼进行烘干,烘干后即可获得高白氢氧化铝产物。
7.根据权利要求6所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,在对氢氧化铝沉淀物依次进行分离和洗涤之后,还包括:
将含有氢氧化铝沉淀物的溶液进行液固分离后的分离原液、以及氢氧化铝的洗液送入蒸发站,将多余的水分蒸发去除,使分离原液和洗液的浓度浓缩在生料浆制备工序要求的水分范围,使浓缩后的溶液可作为步骤(1)中的生料浆。
8.根据权利要求7所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,所述蒸发站对分离原液和洗液的蒸发所用的压力为0.6mpa,蒸发站的蒸发器组采用3-4效运行,PH值在5-6范围,蒸发器加热管及壳体采用钛材制造。
9.根据权利要求1所述的高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法,其特征在于,在将步骤(3)中的SiO2˙nH2O沉淀物与氯化钙粉进行混合时,SiO2与CaCl2之间的摩尔数之比为1:1-1:4。
CN202110991430.4A 2021-08-26 2021-08-26 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法 Pending CN113753929A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110991430.4A CN113753929A (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110991430.4A CN113753929A (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113753929A true CN113753929A (zh) 2021-12-07

Family

ID=78791487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110991430.4A Pending CN113753929A (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113753929A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101380062A (zh) * 2008-08-26 2009-03-11 武汉凌派化工科技有限公司 盐酸分解中低品位磷矿制造饲料磷酸氢钙的方法
CN103482707A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 贵阳铝镁设计研究院有限公司 从粉煤灰中提取铝、硅、铁及钙元素的分步沉淀法
CN103663510A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 沈阳铝镁设计研究院有限公司 一种盐酸处理粉煤灰制备氧化铝的方法
CN105753024A (zh) * 2016-03-16 2016-07-13 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种基于石灰烧结法的粉煤灰提取氧化铝的方法
CN109721092A (zh) * 2019-01-24 2019-05-07 鄂尔多斯市蓝天白云环保材料有限责任公司 一种聚合氯化铝的制备方法及其所得聚合氯化铝和用途
CN110697750A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 中国石油化工股份有限公司 一种由Shell炉煤气化粉煤灰浸出氧化铝的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101380062A (zh) * 2008-08-26 2009-03-11 武汉凌派化工科技有限公司 盐酸分解中低品位磷矿制造饲料磷酸氢钙的方法
CN103482707A (zh) * 2012-06-12 2014-01-01 贵阳铝镁设计研究院有限公司 从粉煤灰中提取铝、硅、铁及钙元素的分步沉淀法
CN103663510A (zh) * 2012-08-31 2014-03-26 沈阳铝镁设计研究院有限公司 一种盐酸处理粉煤灰制备氧化铝的方法
CN105753024A (zh) * 2016-03-16 2016-07-13 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 一种基于石灰烧结法的粉煤灰提取氧化铝的方法
CN109721092A (zh) * 2019-01-24 2019-05-07 鄂尔多斯市蓝天白云环保材料有限责任公司 一种聚合氯化铝的制备方法及其所得聚合氯化铝和用途
CN110697750A (zh) * 2019-11-19 2020-01-17 中国石油化工股份有限公司 一种由Shell炉煤气化粉煤灰浸出氧化铝的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102020294B (zh) 无尘级单水氢氧化锂及其制备方法
CN104445313B (zh) 一种从粉煤灰中酸碱联合提取氧化铝的方法
CN108821300B (zh) 一种由废弃硅渣制备CaSiO3的方法
CN104495899A (zh) 一种电石渣与粉煤灰协同资源化利用的方法
CN101289200A (zh) 卤水净化工艺方法
CN103663510B (zh) 一种盐酸处理粉煤灰制备氧化铝的方法
CN102424392A (zh) 一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法
CN108424207B (zh) 粉煤灰酸法提铝残渣制备含硅钾复合肥的方法和含硅钾复合肥以及粉煤灰的利用方法
CN103466661B (zh) 一种利用钾长石‑硫酸钙矿化co2联产硫酸钾的方法
CN110668482B (zh) 一种干法氟化铝的生产方法
CN111268706B (zh) 以盐湖卤水生产高纯氢氧化镁、高纯氧化镁及高纯镁砂系列镁产品的方法
CN101602617B (zh) 一种生产硫酸钾镁肥的方法
CN113247932A (zh) 一种铝灰制备聚合氯化铝的***及聚合氯化铝的制造方法
CN111924868A (zh) 一种利用废酸性蚀刻液制备氧化铜的方法及其装置
CN108424206B (zh) 粉煤灰酸法提铝残渣制备含硅复合肥的方法和含硅复合肥以及粉煤灰的利用方法
CN111792650A (zh) 粉煤灰或煤矸石热熔盐法全元素回收利用工艺
CN110937619A (zh) 钡渣碳氢协同还原热熔盐法无渣生产工艺
CN104313346B (zh) 明矾石高温快速还原脱硫回收铝、钾和镓的工艺
CN115156253A (zh) 一种铝电解大修渣资源化处理方法
CN113716591A (zh) 一种铝灰回收再利用方法
CN106115723B (zh) 一种利用高炉渣制备含Al3+水玻璃的方法
CN112279277A (zh) 一种烟气镁法脱硫高端资源化利用的***和方法
CN1899971B (zh) 一种从石煤钒矿中提取五氧化二钒的方法
CN113753929A (zh) 一种高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝及硅肥的方法
CN215657015U (zh) 一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination