[发明专利]一种粉煤灰的综合处理利用的方法及装置

摘要

本发明提供了一种粉煤灰的综合处理利用的方法，包括以下步骤：将粉煤灰研磨后再用磁选机磁选除铁；将研磨后的物料采用热酸液处理，洗涤、脱水后备用；在搅拌的条件下向反应釜中加入含氟酸液，以及盐酸和/或硝酸，将物料投入反应釜中，反应生成四氟化硅气体，四氟化硅气体与混合酸液中所挥发的酸性气体以及水蒸气一起被负压带入冷却釜中；混合气体在冷却釜中反应生成SiO₂·nH₂O，收集冷却釜中的SiO₂·nH₂O除去其中残留的酸性气体，干燥后即可制得气相二氧化硅产品。本发明同时还提供了一种用于上述方法中的装置。本发明以粉煤灰等废弃物作为原料，将其制备成高附加值的产物气相二氧化硅，因此达到了变废为宝的效果。

主权项

1.一种用于粉煤灰的综合处理利用方法中的装置，所述方法包括以下步骤:(1)、将粉煤灰研磨至粒径小于200目筛，再用磁选机磁选除铁，然后分析其中的各成分的含量；(2)、将研磨后的物料采用热酸液处理，溶除其中的金属氧化物，脱除酸液并洗涤、脱水后备用，所述的酸液为盐酸、硝酸及硫酸中的一种或两种以上的混合酸液；(3)、在搅拌的条件下向反应釜中加入含氟酸液，以及盐酸和/或硝酸，所述含氟酸液为氢氟酸和/或氟硅酸，开启反应系统中的冷却装置和废气吸收装置，将步骤(2)中制得的物料投入反应釜中，投料过程中持续搅拌，控制反应釜中的反应温度为70～95℃，含氟酸液中的氢氟酸或氟硅酸与物料中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体，该气体一部分溶于反应体系的水中形成氟硅酸继续溶解粉煤灰中的二氧化硅，另一部分四氟化硅气体与混合酸液中所挥发的酸性气体以及水蒸气一起被负压带入冷却釜中；(4)、控制冷却釜中的冷却温度为10～36℃，混合气体在冷却釜中反应生成HF、Cl₂/NO₂、SiO₂·nH₂O，其中HF和Cl₂/NO₂被负压从冷却釜中带出，并被水吸收生成可供重复使用的氢氟酸、盐酸/硝酸，SiO₂·nH₂O凝结吸附在冷却釜中的冷却装置上，收集冷却釜中的SiO₂·nH₂O；(5)、将所收集的SiO₂·nH₂O在真空加热器内进行负压预热，除去其中残留的酸性气体HF和Cl₂/NO₂，然后再进行干燥，干燥后即可制得气相白炭黑产品，产品中SiO₂含量大于99.9％，其多点BET法测定比表面积不小于350m²/g；(6)、反应釜中反应完成后过滤，得到滤渣和滤液，将滤液纯化后重复使用；其特征在于：所述装置包括热空气送入系统、化学反应系统、冷却系统以及废气吸收系统，其中热空气送入系统用于储存压缩空气并对空气进行加热后送入化学反应系统中；所述化学反应系统由酸液储罐、料仓和反应釜组成，酸液储罐和料仓的底部通过管道与反应釜相连通，反应釜内设置有搅拌装置，反应釜的内衬为耐温、耐酸、耐磨材料，在反应釜底部的上方，设有一根环形的圆管，圆管上均匀分布有透气孔或透气管，反应釜内设置有一根以上的与环形的圆管相连通的竖管，所述竖管的顶端通过反应釜的釜盖上的管阀与热空气送入系统相连通；釜内壁自上而下或自下而上安装有紧贴釜壁的且呈螺旋线状的四氟毛细管束，该管束的上下两端分别与釜壁外的冷热介质通过其阀门连接，通过给管束内的毛细管通入冷热介质，为釜内反应系统提供加热或冷却；冷却系统由一级冷却釜和二级冷却釜串联组成；其中一级冷却釜与反应釜相连接，反应釜的釜盖上设有一根与一级冷却釜相连且深入到一级冷却釜底部中央的管道，一级冷却釜的内部设置有冷却装置，一级冷却釜的底部设置有出料阀，一级冷却釜的釜盖上设置有一根与二级冷却釜相连且深入到二级冷却釜底部中央的管道，所述的二级冷却釜的内部设置有冷却装置，二级冷却釜的底部设置有出料阀；二级冷却釜的釜盖上设置有一根与废气吸收系统相连接的管道，所述的废气吸收系统由一个以上的负压水吸收罐和酸雾吸收装置组成，负压水吸收罐的顶部设置有管道且通过管道与酸雾吸收装置中的引风机相连接；所述的热空气送入系统包括空气压缩机、空气储存罐、空气加热器及管道，空气压缩机、空气储存罐以及空气加热器通过管道相连接，管道上还设置有阀门和仪表；所述的圆管上均匀分布有直径为10～20mm的且朝向不同的透气管，相邻的透气管之间的间距为50～150mm，且相邻的透气管的伸出方向之间的夹角为60～120°，反应釜内设置有两根竖管，所述两根竖管分别连接于圆管的左右两端。