CN106220190A - 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法 - Google Patents

一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106220190A
CN106220190A CN201510770075.2A CN201510770075A CN106220190A CN 106220190 A CN106220190 A CN 106220190A CN 201510770075 A CN201510770075 A CN 201510770075A CN 106220190 A CN106220190 A CN 106220190A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ash
mullite
aluminous fly
filter cake
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510770075.2A
Other languages
English (en)
Inventor
李会泉
张建波
李少鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN201510770075.2A priority Critical patent/CN106220190A/zh
Publication of CN106220190A publication Critical patent/CN106220190A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开了一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法,属于高铝粉煤灰综合利用、耐火材料合成技术领域。本发明以高铝粉煤灰为原料,经过球磨、稀酸活化、脱硅、焙烧得到莫来石。同现有技术相比,本发明原料来源广、无需额外添加任何铝源,并且过程简单、易操作,得到的莫来石具有铝含量高、杂质含量低等特点,生产成本低,不产生二次污染,经济与环境效益显著。

Description

一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法
技术领域
[0001] 本发明属于无机化工领域,涉及固体废弃物综合利用、耐火材料的合成技术领域,具体是一种利用高铝粉煤灰经过机械、化学活化、脱硅制备莫来石的方法。
背景技术
[0002] 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%,未利用的粉煤灰对大气、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%,主要以莫来石相稳定存在,可用于代替日益短缺的铝土矿制备莫来石耐火材料。
[0003]目前以粉煤灰合成莫来石的研究主要以提高氧化铝含量为目的。CN101643359A公开了一种利用粉煤灰制备莫来石粉料的方法,将粉煤灰与铝矾土进行配料、煅烧制备莫来石。CN102092734A公开了一种利用粉煤灰制备莫来石的方法,以粉煤灰、粉状铝源和高岭土为原料经过调配烧制得到莫来石。CN102765944A公开了一种利用粉煤灰制备莫来石的方法,将粉煤灰与氧化铝进行配料、煅烧,得到较高铝硅比的莫来石产品。总体上,现有研究均需额外添加铝土矿、工业氧化铝等高铝矿物,成本较高且杂质含量难以大幅度降低。基于此,申请人前期公开了利用粉煤灰生产莫来石的方法(CN201210005536.3,CN201210005531.0,CN20151000306),以高铝粉煤灰为原料,经过酸碱处理、烧结等过程得到高牌号莫来石,实现了不添加高铝矿物制备得到高品质莫来石的技术思路,不仅氧化铝含量可以达到60% -70%,而且铁钙等杂质得到有效脱除。但上述方法在处理高铝粉煤灰时存在流程较长、能耗、物耗相对较高等不足,导致操作弹性较小,生产成本增加。
发明内容
[0004] 本发明技术解决问题:克服现有技术的不足,针对上述研究现状,提供一种利用高铝粉煤灰经过机械、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,同时氧化铝含量达68%,钠钾含量总和小于0.7%,钙镁含量总和降至0.8%以下,实现杂质含量的有效控制和氧化铝含量的大幅提升,进一步通过焙烧等过程合成高牌号莫来石产品O
[0005] 本发明要解决的技术问题主要是通过以下几个方案来实现的:
[0006] (I)将高铝粉煤灰与氧化铝球进行混合球磨,处理后进行筛分得到粒径(d50)在12 μm以下的细磨粉煤灰;
[0007] (2)将步骤⑴得到的细磨粉煤灰用稀酸进行活化处理,经过滤得到滤饼;
[0008] (3)将步骤(2)产生的滤饼与稀碱溶液混合进行脱硅处理,经过过滤操作后得到滤饼;
[0009] (4)对步骤(3)所产生的滤饼进行焙烧得到莫来石产品。
[0010] 所述高铝粉煤灰中氧化铝含量大于40%。
[0011] 其中步骤(I)所述的高铝粉煤灰与氧化铝球的质量比例在1.0-2.5 ;混合后球磨转速在250-350r/min,所述的球磨时间在60_120min。该球磨时间范围能够保证粉煤灰大颗粒充分被粉碎至12μπι((150)以下,增大颗粒比表面积,从而增加其反应活性。
[0012] 步骤(2)中的酸可以为盐酸、硫酸、硝酸等,氢离子浓度在4.0-6.5mol/L,液固比在3-5之间,反应温度在70-100°C,反应时间为60-120min。该酸活化处理条件范围能够充分保证杂质被高效脱除,部分玻璃相铝硅酸盐被破坏,增加后续脱硅反应活性;其次铝源被酸浸出后,可以避免后续脱硅反应方钠石合成,从而降低钠含量。
[0013] 步骤(3)中的碱可以为氢氧化钠、氢氧化钾,氢氧根浓度在6-7mol/L,液固比在4-7之间,反应温度在90-95°C,反应时间为60-70min。该脱硅范围能够充分保证其非晶态一■氧化娃的尚效脱除,同时减少方纳石的合成,提尚广品的品质。
[0014] 步骤(4)中焙烧温度在800-1600°C。该焙烧范围不仅能够将碳颗粒烧尽,同时能够增强其产品的强度、吸水率等方面性能。
[0015] 与现有技术相比,本发明的优点如下:
[0016] (I)与传统工艺相比,本发明以高铝粉煤灰为原料,经过球磨、稀酸活化、脱硅后可实现氧化铝含量的大幅度提高,合成了高铝硅比的莫来石产品,满足工业需求,且无需耗费铝土矿等宝贵资源,无二次污染,实现了经济与环境效益共同发展。
[0017] (2)与本申请人已开发工艺相比,本发明流程简单、物耗、能耗降低,采用机械、化学两步活化大幅提高了高铝粉煤灰的反应活性,进一步通过一次脱硅处理即可实现氧化铝含量和铝硅比的提升,同时降低了粉煤灰中钠、钾、钙、镁等杂质含量,提高了产品品质。
附图说明
[0018] 图1为本发明的流程图。
具体实施方式
[0019] 下面结合具体的事实案例进一步描述本发明,本发明的创新点将由此给读者更加深刻的理解,这些事例仅是典范性的,并不对本发明的范围构成任何威胁。本领域人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的技术方案细节和形式进行修改或替换,但这些修改和发明均属于本发明的范畴之内。
[0020] 实施例1
[0021] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为1:1进行混合球磨90min,转速为250r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0022] 酸处理:将粒度(d50)小于12μπι的细磨粉煤灰与浓度为4.0mol/L、80°C盐酸按液固比为5:1混合,以400r/min搅拌速度反应60min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为
6.0mol/L、95°C的氢氧化钠溶液按照液固比为7:1混合,以300r/min的速度反应60min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0023] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为800°C,得到铝硅比为2.77,钠钾含量总和为0.53%,钙镁含量总和为0.7%的莫来石产品。
[0024] 实施例2
[0025] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为1.5:1进行混合球磨60min,转速为300r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0026] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为6.0mol/L、70°C盐酸按照液固比为3:1混合,以400r/min搅拌速度反应120min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为6.5mol/L、92°C的氢氧化钠溶液按照液固比为6:1混合,以400r/min的速度反应65min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0027] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1000°C,得到铝硅比为2.62,钠钾含量总和为0.61%,钙镁含量总和为0.65%的莫来石产品。
[0028] 实施例3
[0029] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为2:1进行混合球磨120min,转速为300r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0030] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为4.5mol/L、100°C盐酸按照液固比为5:1混合,以300r/min搅拌速度反应70min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为7mol/L、90°C的氢氧化钠溶液按照液固比为5:1混合,以300r/min的速度反应70min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0031] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1100°C,得到铝硅比为2.92,钠钾含量总和为0.67%,钙镁含量总和为0.69 %的莫来石产品。
[0032] 实施例4
[0033] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为2.5:1进行混合球磨90min,转速为350r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0034] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为6.5mol/L、90°C盐酸按照液固比为4:1混合,以400r/min搅拌速度反应80min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为
6.0mol/L、90°C的氢氧化钠溶液按照液固比为6:1混合,以300r/min的速度反应70min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0035] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1200°C,得到铝硅比为2.64,钠钾含量总和为0.65%,钙镁含量总和为0.73 %的莫来石产品。
[0036] 实施例5
[0037] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为1.5:1进行混合球磨120min,转速为250r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0038] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为5.5mol/L、90°C盐酸按照液固比为5:1混合,以400r/min搅拌速度反应90min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为
7.0mol/L、90°C的氢氧化钠溶液按照液固比为7:1混合,以300r/min的速度反应65min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0039] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1300°C,得到铝硅比为2.87,钠钾含量总和为0.51%,钙镁含量总和为0.75%的莫来石产品。
[0040] 实施例6
[0041] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为2:1进行混合球磨90min,转速为300r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0042] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为5.0mol/L、85°C盐酸按照液固比为4:1混合,以400r/min搅拌速度反应IlOmin,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为6.5mol/L、95°C的氢氧化钠溶液按照液固比为4:1混合,以300r/min的速度反应60min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0043] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1400°C,得到铝硅比为2.68,钠钾含量总和为0.66 %,钙镁含量总和为0.75 %的莫来石产品。
[0044] 实施例7
[0045] 机械活化:采用氧化铝含量不低于43%的粉煤灰与氧化铝球按照质量比为1:1进行混合球磨60min,转速为350r/min,球磨结束后通过筛分将粉煤灰与氧化铝球分离。
[0046] 酸处理:将粒度(d50)小于12 μ m的细磨粉煤灰与浓度为6.0mol/L、80°C盐酸按照液固比为3:1混合,以400r/min搅拌速度反应70min,洗涤过滤后得到的滤饼与浓度为
6.5mol/L、90°C的氢氧化钠溶液按照液固比为6:1混合,以300r/min的速度反应70min,洗涤、过滤后得到脱硅处理滤饼。
[0047] 焙烧:将脱硅滤饼进窑烧制,烧制温度为1600°C,得到铝硅比为2.57,钠钾含量总和为0.68 %,钙镁含量总和为0.77 %的莫来石产品。
[0048] 总之,本发明以高铝粉煤灰为原料,经过球磨、稀酸活化、脱硅、焙烧得到莫来石。同现有技术相比,本发明原料来源广、无需额外添加任何铝源,并且过程简单、易操作,得到的莫来石具有铝含量高、杂质含量低等特点,生产成本低,不产生二次污染,经济与环境效益显著。
[0049] 提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法,其特征在于:利用高铝粉煤灰经过机械、化学活化、脱硅制备莫来石,包括以下几个步骤: (1)将高铝粉煤灰与氧化铝球进行混合球磨,处理后进行筛分得到粒径(d50)在12μπι以下的细磨粉煤灰; (2)将步骤(I)得到的细磨粉煤灰用稀酸进行活化处理,经过滤得到滤饼; (3)将步骤(2)产生的滤饼与稀碱溶液混合进行脱硅处理,经过过滤操作后得到滤饼; (4)对步骤(3)所产生的滤饼进行焙烧得到莫来石产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述高铝粉煤灰中氧化铝含量大于43%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(I)所述的高铝粉煤灰与氧化铝球的质量比例在1.0-2.5 ;混合后球磨转速在250-350r/min,所述的球磨时间在60_120min。
4.根据权利要求要求I所述的方法,其特征在于:步骤(2)中的酸为盐酸、硫酸或硝酸,氢离子浓度在4.0-6.5mol/L,液固比在3_5之间,反应温度在70-100°C,反应时间为60_120mino
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中的碱为氢氧化钠或氢氧化钾,氢氧根浓度在6-7mol/L,液固比在4-7之间,反应温度在90_95°C,反应时间为60_70min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中焙烧温度在800-1600°C。
CN201510770075.2A 2015-11-12 2015-11-12 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法 Pending CN106220190A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510770075.2A CN106220190A (zh) 2015-11-12 2015-11-12 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510770075.2A CN106220190A (zh) 2015-11-12 2015-11-12 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106220190A true CN106220190A (zh) 2016-12-14

Family

ID=57528693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510770075.2A Pending CN106220190A (zh) 2015-11-12 2015-11-12 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106220190A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108285163A (zh) * 2018-01-25 2018-07-17 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种脱硅粉煤灰的制备方法和应用
CN108455637A (zh) * 2018-01-25 2018-08-28 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种高铝粉煤灰预脱硅的方法
CN108821316A (zh) * 2018-05-04 2018-11-16 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种脱硅粉煤灰的制备方法
CN109777960A (zh) * 2019-02-25 2019-05-21 河北工程大学 一种从粉煤灰中分离回收锂、铝的方法
CN112707716A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中国科学院过程工程研究所 一种莫来石-刚玉复合陶瓷、其制备方法和用途

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583409A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰生产莫来石和硅酸钙的方法
CN102583411A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 一种利用粉煤灰生产莫来石的方法
CN104671811A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰两段酸处理制备莫来石的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583409A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰生产莫来石和硅酸钙的方法
CN102583411A (zh) * 2012-01-10 2012-07-18 中国科学院过程工程研究所 一种利用粉煤灰生产莫来石的方法
CN104671811A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰两段酸处理制备莫来石的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108285163A (zh) * 2018-01-25 2018-07-17 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种脱硅粉煤灰的制备方法和应用
CN108455637A (zh) * 2018-01-25 2018-08-28 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种高铝粉煤灰预脱硅的方法
CN108821316A (zh) * 2018-05-04 2018-11-16 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 一种脱硅粉煤灰的制备方法
CN109777960A (zh) * 2019-02-25 2019-05-21 河北工程大学 一种从粉煤灰中分离回收锂、铝的方法
CN109777960B (zh) * 2019-02-25 2020-12-01 河北工程大学 一种从粉煤灰中分离回收锂、铝的方法
CN112707716A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中国科学院过程工程研究所 一种莫来石-刚玉复合陶瓷、其制备方法和用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106220190A (zh) 一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法
CN104291349B (zh) 一种以粉煤灰为原料制备p型分子筛的方法
CN102627305B (zh) 一种碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法
CN104445313B (zh) 一种从粉煤灰中酸碱联合提取氧化铝的方法
CN104386720B (zh) 一种从高硅含铝矿物原料中酸碱联合提取氧化铝的方法
CN104445312B (zh) 一种粉煤灰与煤矸石协同处理提取氧化铝的方法
CN104787788B (zh) 高铝粉煤灰生产氧化铝的方法
CN102424392A (zh) 一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法
CN104326480B (zh) 一种采用水玻璃和石灰乳液制备微孔硅酸钙的方法
CN106834739B (zh) 一种从二次铝灰中提铝的方法及其应用
CN103145161A (zh) 一种利用煤矸石制备拟薄水铝石联产白炭黑的方法
CN102167338A (zh) 高铝煤矸石、粉煤灰碱溶脱硅制备水合铝硅酸钠的工艺
CN104445311B (zh) 高含量二氧化硅质粉煤灰多联产洁净制备方法
CN101306819B (zh) 一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法
CN102311136A (zh) 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝的方法
CN104671811B (zh) 一种利用高铝粉煤灰两段酸处理制备莫来石的方法
CN101863500B (zh) 一种含铝冶金物料生产氧化铝的方法
CN105883873A (zh) 基于硫酸热浸出从粉煤灰提取氧化铝的方法
CN103936045B (zh) 一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法
CN103351014A (zh) 一种从煤灰中提取和制备氧化铝的方法
CN103395793B (zh) 一种利用油页岩灰制备氧化铝和白炭黑的方法
CN105753025B (zh) 利用高铝粉煤灰生产氧化铝的方法
CN104043639B (zh) 一种脱硅粉煤灰的生产方法
CN105923640A (zh) 硫酸活化除杂从粉煤灰提取氧化铝的方法
CN101786644B (zh) 一种制备砂状氧化铝的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination