[发明专利]利用粉煤灰生产氢氧化铝和硅酸工艺方法

说明书

利用粉煤灰生产氢氧化铝和硅酸工艺方法。

技术领域：本发明涉及利用铝硅酸盐矿物的化工开发利用的方法，特别是一种利用粉煤灰生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法。

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：2000年全国粉煤灰排出量1.6亿吨，占地50万亩，加上历年库存的11亿吨粉煤灰，2000年全国粉煤灰积存总量达到12.5亿吨。由于火力发电量的增加，截止到2006年底，全国累计积存的粉煤灰已将近20亿吨。粉煤灰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75-92％，其中氧化铝约占23-38％，二氧化硅一般占50％以上，另含少量铁、钙、镁等元素的氧化物，各组分的含量因煤的产地而异。从工业废弃物粉煤灰中提取化工产品，变废为宝，改善环境，是世界各国、更是我国的重要产业政策。

孙雅珍等人在CN1095689.1994及陈建林在1994年第4期《环境导报》第14页刊文(对比文献1)提出用50-60％的硫酸浸泡粉煤灰12-14小时，在100℃加热2-4小时，趁热过滤，反复洗涤滤饼至中性，弃去滤饼，将滤液加热浓缩至15-20波美度再冷却结晶，抽滤得到硫酸铝晶体。此对比文献1采用酸浸粉煤灰工艺得到硫酸铝产品，氧化铝的提取率只有60-65％，而粉煤灰中的另一种更主要的组分二氧化硅却没有被利用，技术的经济价值不高。

谢英在1992年第3期《粉煤灰综合利用》第54页刊文(对比文献2)提出将粉煤灰与烧碱溶液混合搅拌并加热至沸腾，再保温搅拌一段时间，过滤，弃去滤饼，将滤液加水或通入二氧化碳、加碳酸铵，得到氢氧化铝沉淀，再经过滤、将滤饼烘干得到氢氧化铝。此对比文献2采用的湿法工艺，氧化铝的提取率也只有70％左右，粉煤灰中另一更主要的组分二氧化硅也没有被利用。

韩怀强、蒋挺大在《粉煤灰利用技术》(化学工业出版社2001年1月第一版)(对比文献3)第177-179页提出用石灰烧结法，将粉煤灰与石灰石粉混合后在1320-1400℃烧成，使氧化铝转化成铝酸钠和铝酸钙，经熟料自粉化、碳酸钠溶出、石灰乳脱硅弃渣、二氧化碳气体碳化，提取氢氧化铝，再将氢氧化铝在1200℃煅烧，得到氧化铝。脱硅时弃去的废渣用于生产水泥。刘小波在1999年第2期《环境科学学报》第210-213页提出石灰烧结法工艺合理的氧化铝提取率为80-85％。此对比文献3采用石灰烧结法，粉煤灰原料中氧化铝的提取率有了较大提高，但也只能达到85％；同时，粉煤灰中另一更主要组分二氧化硅仍然没有被高附加值利用，只是作为废渣用于生产水泥，二氧化硅组分的经济价值未得到充分利用。

综上所述，对比文献1、2、3存在下列不足：

1、均只对粉煤灰中的氧化铝组分进行利用，对氧化铝的提取率也只能达到60-85％，因此资源的利用率都较低，只相当于利用了粉煤灰原料总量的20-30％左右；当原料粉煤灰中氧化铝含量较低时，原料粉煤灰将不能利用。

2、对粉煤灰中的另一更主要的组分二氧化硅，对比文献1、2中予以弃用，对比文献3中只是作为废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、在利用粉煤灰过程中均出现了因为能耗高，产品生产周期长，加之粉煤灰原料利用率较低，使得单位产量产品的成本增加，生产成本难以降低的问题。

4、生产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1、2中粉煤灰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、生产过程没有二次污染的粉煤灰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粉煤灰开发利用方法，特别是一种利用粉煤灰生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法。

本发明的目的是这样实现的：一种利用粉煤灰生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法，特征在于运用纯碱和烧碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融-烧碱碱熔-水解-碳化-苛化，实现同时提取粉煤灰中的氧化铝和二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及碳酸钙。

附图说明：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、纯碱碱融：将粉煤灰与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理。

2、水淬：将碱融处理得到的熔融体熟料趁高温迅速进行水淬，得到固体细粒料。水淬液用于溶解后道湿磨工序得到的浆料。