CN104043639B

CN104043639B - 一种脱硅粉煤灰的生产方法

Info

Publication number: CN104043639B
Application number: CN201410299048.7A
Authority: CN
Inventors: 许学斌; 张战军; 杨会宾; 徐鹏; 公彦兵
Original assignee: High Aluminum Coal Resources Development and Utilization R&D Center of Datang International Power Generation Co Ltd
Current assignee: High Aluminum Coal Resources Development and Utilization R&D Center of Datang International Power Generation Co Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: CN104043639A

Abstract

本发明提供了一种脱硅粉煤灰的生产方法，该方法包括以下步骤：1)将粉煤灰焙烧活化；2)将活化后的粉煤灰冷却至室温后，与浓度为140‑160g/L的氢氧化钠混合进行预脱硅处理，得到粉煤灰浆液；3)将所述粉煤灰浆液降温到70℃‑80℃后，与温度为70‑100℃、浓度为100‑150g/L氢氧化钠混合进行反应，反应产物经过滤、洗涤和干燥后，得到脱硅粉煤灰。通过本发明的脱硅粉煤灰的生产方法得到脱硅粉煤灰的铝硅比可达到2.3‑2.5，其生产方法具有工艺简单、成本低廉、铝硅比高的优点。

Description

一种脱硅粉煤灰的生产方法

技术领域

本发明涉及一种脱硅粉煤灰的生产方法，属于粉煤灰综合利用技术领域。

背景技术

粉煤灰是发电行业煤炭燃烧后产生的固体废弃物，大量粉煤灰的排放和堆弃对环境造成了极大的危害，因而对粉煤灰的综合利用显得极为重要。目前，粉煤灰的综合利用主要集中在利用粉煤灰生产氧化铝方面，经过该领域技术人员不断潜心的研究发现了三种常用的从粉煤灰中提取氧化铝的工艺，它们分别是酸法、硫酸铵法以及预脱硅－碱石灰烧结法。在利用粉煤灰生产氧化铝的工艺中，对粉煤灰实施预脱硅，从而得到具有高铝硅比的脱硅粉煤灰作为生产氧化铝的原料，不仅可以提高氧化铝的品质，还可以降低生产能耗和生产成本。

目前，利用粉煤灰生产氧化铝的过程中，在粉煤灰预脱硅工艺形成脱硅粉煤灰的过程中，通常采用氢氧化钠溶液脱除粉煤灰中的二氧化硅，其得到的脱硅粉煤灰的铝硅比在2.0左右。专利CN101306928B“一种粉煤灰或炉渣预脱硅的方法”中公开了一种先将粉煤灰或炉渣焙烧活化，然后用氢氧化钠溶液在低温下提取非晶态氧化硅的工艺路线。但是该方法生产出的脱硅粉煤灰的铝硅比最高仅为2.14；专利CN101913615A“一种提高低品位铝土矿铝硅比的方法”，该专利公开了采用破碎研磨、加入碳酸钠固体焙烧活化、浸取脱硅、碳分、助剂及水回收等步骤，最终得到具有较高铝硅比的脱硅粉煤灰，但是该方法过程较为复杂，并具有耗能高的缺陷。因此，如何研发一种具有高铝硅比，并且工艺简单、成本低廉的脱硅粉煤灰的生产方法，是目前高铝粉煤灰资源化利用中迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的缺陷，提出了一种具有高铝硅比，并且工艺简单、成本低廉的脱硅粉煤灰的生产方法。

本发明提供了一种脱硅粉煤灰的生产方法，该方法包括以下步骤：

1)将粉煤灰焙烧活化；

2)将活化后的粉煤灰冷却至室温后，与浓度为140-160g/L的氢氧化钠混合进行预脱硅处理，得到粉煤灰浆液；

3)将所述粉煤灰浆液降温到70℃-80℃后，与温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠混合进行反应，反应产物经过滤、洗涤和干燥后，得到脱硅粉煤灰。

在上述方法中，步骤1)中所述粉煤灰中，SiO₂和Al₂O₃的质量百分含量分别为35-43％和43-51％。

在上述方法中，步骤1)中，所述焙烧活化的工艺条件为：温度为1200-1300℃，时间为10-20min。在该反应条件对粉煤灰实施焙烧处理，可以使粉煤灰中混有的部分杂质在高温下分解脱除。

在上述方法中，步骤2)中，所述活化后的粉煤灰与浓度为140-160g/L的氢氧化钠的固液比为1:3-5。在本发明中“固液比”是指固体的质量(kg)与所用液体的体积(L)的比值。

在上述方法中，步骤2)中，所述预脱硅处理的工艺条件为：温度为100-150℃，时间为0.5-2h。在反应条件下，可以使活化后的粉煤灰在氢氧化钠溶液中实现碱溶出，使粉煤灰中的二氧化硅充分的脱除。

在上述方法中，步骤3)中，所述温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠与粉煤灰浆液的体积比为0.5-2。本发明中，粉煤灰的预脱硅处理，已经使得粉煤灰中的大部分玻璃态二氧化硅大部分脱除，为了使粉煤灰中的玻璃态二氧化硅尽可能的完全脱除，我们利用具有一定温度和浓度的碱液对粉煤灰进一步地脱除玻璃二氧化硅，有效的提高了脱硅粉煤灰的铝硅比。

在上述方法中，步骤3)中，所述反应的时间为0.5-1.5h。

在上述方法中，该方法还包括：步骤3)中，所述粉煤灰浆液与温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠的反应产物经过滤后得到的硅酸钠溶液，与生石灰混合反应的产物经过滤、洗涤，得到的氢氧化钠溶液经调整浓度后返回步骤2)和/或步骤3)中循环使用。

本发明公开了一种脱硅粉煤灰的生产方法，经该方法生产得到脱硅粉煤灰的铝硅比可达到2.3-2.5，该生产方法具有工艺简单、成本低廉、铝硅比高的优点。

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中，对本发明实施例中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。

1)将粉煤灰(其中，SiO₂和Al₂O₃的质量百分含量分别为35-43％和43-51％)在1200-1300℃下焙烧10-20min活化；

2)将上述活化后的粉煤灰冷却至室温后，与浓度为140-160g/L的氢氧化钠按固液比1:3-5混合在100-150℃下进行预脱硅处理0.5-2h，得到粉煤灰浆液；

3)将所述粉煤灰浆液降温到70℃-80℃后，与温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠按1:0.5-2混合反应0.5-1.5h，反应产物经过滤、洗涤和干燥后，得到脱硅粉煤灰。

在步骤3)中，所述粉煤灰浆液与温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠的反应产物经过滤后得到的硅酸钠溶液，与生石灰混合反应的产物经过滤、洗涤，得到的氢氧化钠溶液经调整浓度后返回步骤2)和/或步骤3)中循环使用。

对上述方法生产得到的脱硅粉煤灰进行检测，其脱硅粉煤灰中的铝硅比为2.3-2.5。

实施例

实施例1-3如表1中的实验编号1-3所示，其具体生产方法如上述步骤，各项具体工艺参数参看表1。参照本发明实施例1-3的生产方法，对比例4-5如表1中的实验编号4-5所示，其具体生产方法的工艺流程以及各项具体工艺参数参看表1(其中，“-”表示无该步骤)：

表1

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

1.一种脱硅粉煤灰的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将粉煤灰焙烧活化，控制温度为1200-1300℃，时间为10-20min；所述粉煤灰中，SiO₂和Al₂O₃的质量百分含量分别为35-43％和43-51％；

2)将活化后的粉煤灰冷却至室温后，与浓度为140-160g/L的氢氧化钠按固液比为1:3-5混合，进行预脱硅处理，控制温度为100-150℃，时间为0.5-2h，得到粉煤灰浆液；

3)将所述粉煤灰浆液降温到70℃-80℃后，与温度为70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠混合进行反应，所述氢氧化钠与粉煤灰浆液的体积比为0.5-2，控制温度为70-100℃，所述反应的时间为0.5-1.5h，反应产物经过滤、洗涤和干燥后，得到脱硅粉煤灰；其中，所述反应产物经过滤后得到的硅酸钠溶液，与生石灰混合反应的产物经过滤、洗涤，得到的氢氧化钠溶液经调整浓度后返回步骤2)和/或步骤3)中循环使用。