CN103305686B - 活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工工艺技术领域，公开了一种活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，包括如下步骤：第一步：将煤气化灰渣干燥；第二步：将干燥后的煤气化灰渣在700至1100℃下煅烧15至75分钟后急冷得到活化料；第三步：将所述活化料与盐酸溶液或硫酸溶液反应，反应温度为60至100℃，反应时间为30-120分钟。本发明不需添加任何助剂，在较低温度即可改变煤气化灰渣中的矿物组成，有效提高反应活性，缩短浸取反应时间，实现铝、铁、钙有效分离；而且可以利用煤气化灰渣中残炭的热值。

Description

活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法

技术领域

本发明涉及化工工艺技术领域，特别是涉及一种活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法。

背景技术

随着我国经济发展，对氧化铝的大量需求与我国铝土矿基础储量极低的矛盾日益凸显。如何开发铝土矿替代资源，避免发生铁矿石的尴尬境界，已经成为我国经济可持续发展必须面对的问题。在此背景下，我国掀起了寻找铝土矿替代资源热潮，其中从粉煤灰中提取氧化铝受到格外重视。相关文献报道和专利都很多，根据工艺不同可分为直接法、助剂助溶法、助剂烧结法等。直接法的专利有CN1920067A、CN102659155A、CN102145904A、CN102476820A、CN102602969A、CN102515220A等；助剂助溶法的专利有CN101214961A等；助剂烧结法的专利有CN101607259、CN102502729A、CN102616818A、CN101891224、CN102120593A、CN10238172等。

在国际油价急剧震荡和对替代化工原料、替代能源迫切需求的背景下，煤炭用于火力发电的比例将会逐渐走低，而用于现代煤化工生产的比例则会逐步增加并最终成为主导。煤化工灰渣是煤在化学加工过程中产生的含硅酸盐废渣，由于其含碳量高、化学活性低，很难直接利用。为此，学者们对其利用方法开展了积极探索，如专利CN101987735A就提出一种自煤气化粉煤灰中低温提取氧化铝的方法。纵观这些方法，由于把煤气化灰渣的资源化利用重点仅放在氧化铝提取，而没有考虑到灰渣中还有约80%的硅、铁、钙等资源，所以灰渣的减量化效果甚微，而且增加了二次残渣的利用难度；另一方面，由于煤气化灰渣含碳量大、活性低，所以采用直接酸浸的方法存在耗量大、酸浸时间长、后续过滤困难等难以实现工业化应用的不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，实现煤气化灰渣中铝、铁、钙的高效分离，又可充分利用残炭的热值，从而为煤气化灰渣的综合利用提供了可行的方法。

本发明采取的技术方案是：

一种活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步：将煤气化灰渣干燥；

第二步：将干燥后的煤气化灰渣在700至1100℃下煅烧15至75分钟后急冷得到活化料；

第三步：将所述活化料与盐酸溶液或硫酸溶液反应，反应温度为60至100℃，反应时间为30-120分钟。

进一步，所述第一步后，还包括将所述煤气化灰渣研磨至粒度为120目至500目的步骤。

进一步，在所述第一步将煤气化灰渣干燥后，所述煤气化灰渣的含水率不大于8%。

本发明的有益效果是：

不需添加任何助剂，在较低温度700-1100℃下，活化15-75分钟，即可改变煤气化灰渣中的矿物组成，有效提高反应活性，缩短浸取反应时间，实现铝、铁、钙有效分离；而且可以利用煤气化灰渣中残炭的热值。

具体实施方式

下面对本发明活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法的具体实施方式作详细说明。

活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法包括如下步骤：

第一步：将煤气化灰渣干燥，控制其含水率不大于8%。

第二步：将干燥后的煤气化灰渣的粒度从维持原状到研磨至500目。

第三步：将干燥后的煤气化灰渣在700至1100℃下煅烧15至75分钟后急冷得到活化料；

第四步：将所述活化料与盐酸溶液或硫酸溶液反应，反应温度为60至100℃，反应时间为30-120分钟。

实施例一：

将煤气化灰渣干燥后不研磨，于1100℃下煅烧15分钟，急冷后，采用盐酸溶液100℃下浸取30分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过95%，用硫酸溶液100℃下浸取30分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%。

实施例二：

将煤气化灰渣干燥后研末至粒度为120目，于1000℃下煅烧45分钟，急冷后，采用盐酸溶液80℃下浸取45分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过95%，用硫酸溶液80℃下浸取45分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%。

实施例三：

将煤气化灰渣干燥后研末至通过325目，于900℃下煅烧60分钟，急冷后，采用盐酸溶液60℃下浸取120分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%，用硫酸溶液60℃下浸取120分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%。

实施例四：

将煤气化灰渣干燥后研末至通过325目，于800℃下煅烧60分钟，急冷后，采用盐酸溶液90℃下浸取60分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过95%，用硫酸溶液90℃下浸取60分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过95%。

实施例五：

将煤气化灰渣干燥后研末至通过500目，于700℃下煅烧75分钟，急冷后，采用盐酸溶液70℃下浸取90分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%，用硫酸溶液70℃下浸取90分钟，可实现铝、铁、钙的浸取率均超过90%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：将煤气化灰渣干燥；

第二步：将干燥后的煤气化灰渣在800至1100℃下煅烧15至75分钟后急冷得到活化料；

第三步：将所述活化料与盐酸溶液或硫酸溶液反应，反应温度为60至100℃，反应时间为30-120分钟。

2.根据权利要求1所述的活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，其特征在于：所述第一步后，还包括将所述煤气化灰渣研磨至粒度为120目至500目的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的活化煤气化灰渣实现铝铁钙分离的方法，其特征在于：在所述第一步将煤气化灰渣干燥后，所述煤气化灰渣的含水率不大于8%。