[发明专利]一种脱硅粉煤灰的制备方法

说明书

本发明提供一种脱硅粉煤灰的制备方法，所述制备方法将高铝粉煤灰与固体碱混合，将混合料细化，得到细化活化粉煤灰；使用碱溶液或水得到的细化活化粉煤灰进行脱硅处理，固液分离，得到脱硅粉煤灰。所述制备方法二氧化硅脱除效率高、副反应发生较少，并且过程简单、易操作，得到的脱硅粉煤灰具有铝硅比高、钠含量较低等特点，生产成本低，不产生二次固体和液体污染物，实现高铝粉煤灰减量化、资源化高效利用，经济与环境效益显著。

技术领域

本发明属于无机化工领域，涉及一种脱硅粉煤灰的制备方法。

背景技术

高铝粉煤灰是内蒙古中部、山西北部地区特色高铝煤炭燃烧发电后产生的固体废弃物。目前年产生量约3000万吨，但综合利用率不足20％，对大气、水资源、土壤资源等造成了严重的污染。另一方面，高铝粉煤灰潜在资源量大，其Al2O3含量>40％，铝硅比约为1.2左右，主要以莫来石相和非晶相铝硅酸盐形式存在，可用于铝硅系耐火材料制备及氧化铝提取行业，可缓解我国优质铝土矿枯竭。

高铝粉煤灰制备铝硅复合材料和提取氧化铝技术的研究中提高粉煤灰铝硅比是其应用关键。目前提高原料铝硅比的方法主要集中于脱除非晶态二氧化硅，CN 104043639A公开了一种脱硅粉煤灰的制备方法，以高铝粉煤灰为原料，经过高温活化、预脱硅、二次脱硅、洗涤干燥等过程制备得到铝硅比为2.3-2.5的脱硅粉体；本单位基于前期研究基础提出了预脱硅、稀酸活化、深度脱硅的技术思路，CN 102583411 A和CN 102583409 A公开了一种利用粉煤灰生产莫来石的方法，以高铝粉煤灰为原料，经过预处理、预脱硅、酸活化、二次脱硅、烧结等过程得到高牌号莫来石；CN 104671811 A公开了一种利用高铝粉煤灰两段酸处理制备莫来石的方法，以高铝粉煤灰未原料，经过预脱硅、一次酸处理、两次酸处理、水洗、焙烧等过程得到高牌号莫来石；CN 106220190 A公开了一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法，通过机械-化学活化、脱硅制备莫来石的方法，能够得到铝硅比大于2.55的产品。上述研究单位提出的思路实现了非晶相二氧化硅的高效脱除，固相铝硅比可有1左右提高至2.2以上，氧化铝含量可以达到60％以上，为高铝粉煤灰制备铝硅复合材料和提取氧化铝提供关键技术。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种脱硅粉煤灰的制备方法，所述制备方法可以大幅提高粉煤灰中的硅铝比，实现二氧化硅的深度脱除，为高牌号铝硅材料制备和氧化铝提取过程提供新技术。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种脱硅粉煤灰的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将高铝粉煤灰与固体碱混合，将混合料细化，得到细化活化粉煤灰；

(2)使用碱溶液或水对步骤(1)得到的细化活化粉煤灰进行脱硅处理，固液分离，得到脱硅粉煤灰。

将高铝粉煤灰与固碱混合球磨，利用球磨过程产生的热量促进固碱介质进入铝硅酸盐矿相中，破坏稳定的玻璃体结构，产生晶格缺陷，降低其反应的活化能，从而达到活化的目的。进一步通过稀碱或水溶液处理，可激发碱介质分解二氧化硅的作用，从而实现二氧化硅的高效脱除。

其中，本发明使用的高铝粉煤灰为氧化铝含量不低于43％的粉煤灰。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述高铝粉煤灰与固体碱的质量比为(0.5～2.0):1，如0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值方位内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述固体碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述细化的方法为粉碎、研磨或球磨中的任意一种或至少两种的组合，优选为球磨。