CN111167831A - 一种催化分解含铝硅酸盐的方法 - Google Patents
一种催化分解含铝硅酸盐的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111167831A CN111167831A CN202010004534.7A CN202010004534A CN111167831A CN 111167831 A CN111167831 A CN 111167831A CN 202010004534 A CN202010004534 A CN 202010004534A CN 111167831 A CN111167831 A CN 111167831A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- container
- catalyst
- auxiliary materials
- reactants
- materials
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 4
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 claims description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 claims 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- -1 related solid wastes Chemical class 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052849 andalusite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018619 Si-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008289 Si—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- B01J23/04—Alkali metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/80—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种催化分解含铝硅酸盐的方法，其主要步骤内容是对含铝的硅酸盐进行预处理，对辅料进行破碎，对催化剂原料进行除杂，对催化剂、含铝的硅酸盐和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100到39:100之间，辅料的总含量需控制在1.6％到3％之间，将所有反应物置于密闭容器内，对反应物进行加热，收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染，待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合物，该混合物可作为下一步物理或化学分离的原料。
Description
技术领域
本发明属于资源循环利用、固废综合利用、生态环保、无机材料等技术领域，涉及硅酸盐的环保处理技术，尤其是一种催化分解含铝硅酸盐的方法。
背景技术
硅酸盐是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，它在地壳中分布极广，是构成多数岩石和土壤的主要成分，硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。硅酸盐结构众多，种类繁多，有岛状的橄榄石、层状的石英、环状的蒙脱石等，其大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料。常见的含有硅酸盐的物质，包括长石类、玻璃类、石棉类、莫来石、粘土、高岭土、铝土矿等等，大多数含硅酸盐矿物的冶金价值不高，尤其是含铝及高铝的硅酸盐，包括相关固废，其主要原因就是无法将稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，以便使硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解开。
目前，工业上以强酸或强碱进行氧化硅或氧化铝的溶出，不仅对设备的耐腐蚀性要求极高、渣相及产物都带有酸或碱成分对环境造成污染、溶出效果不好，亟需一种对装备要求低、环境友好无污染、分解效果好、产物细腻的新技术。
通过专利文献的检索，发现两篇与本发明申请相近的公开专利文献：
1、一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法(1676630A，按重量配份比取由粉煤灰、粘土粉混合搅拌后轧制成型的粉煤灰球团28～32份,粉碎后的铝矾土68～72份,粉碎后的硅石125～139份,焦碳98～106份,钢屑10～12份,投入冶炼炉内进行冶炼,出炉冷却后即为成品。本发明的优点为:原料中粉煤灰的掺入量可达28-32％,为粉煤灰的综合利用提供了更广阔的空间,在制球和冶炼过程中加入≯0.5％(总重量比)的添加剂(萤石)大大降低了冶炼炉内熔融液的粘度,很好地促进了反应的正方向进行,同时也防止了炉料粘结现象的发生,改变了传统的兑铝法金属回炼,产品性能得到改善,避开了其成本高的劣势和不足。
2、一种利用煤矸石制备铝硅铁合金的方法(101942561A)，涉及铝硅铁生产的技术领域。本发明的步骤为:1)对原料煤矸石和还原剂烟煤进行破碎,将破碎后的物料和粉煤灰铁质微珠送入混碾机；2)在混碾机中加入水,对上述物料进行混合碾压；3)将混碾均匀后的物料送入压球机成球；4)从压球机出来的球团送入烘干窑烘干；5)干燥后的球团投入矿热炉内高温冶炼成铁水；6)铁水出炉、浇铸锭模,制得铝硅铁合金。
通过技术特征的对比，上述两篇公开专利文献，与本发明申请的技术方案仅是接近，但技术内容不相同，不会影响本发明申请的新颖性及创造性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，创新的提供一种催化分解含铝硅酸盐的方法，该方法可将硅酸盐中稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，让硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解开。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种催化分解含铝硅酸盐的方法，步骤是：
⑴含铝的硅酸盐的预处理，包括常规的分拣、水洗、破碎、淘洗、粒径分级工艺环节，由此得到粉料粒径小于650微米的处理原料；
⑵辅料的选择及破碎，辅料选择包括石油焦、焦炭、兰炭、煤炭、碳素粉，然后将其破碎，得到粒径小于2毫米的辅料原料；
⑶催化剂原料的配伍，组成催化剂的各物料的粒径须小于5毫米，成分包括生石灰、锌白或氢氧化锌、轻烧镁粉、赤铁矿或磁赤铁矿；
⑷对催化剂物料、含铝硅酸盐的处理原料和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100-39:100，其中辅料的总含量占比需控制在1.6％-3％；
⑸将所有反应物置于密闭容器内并充分混合，对反应物进行加热，控制温度在1300-1500K；
⑹待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物。
而且，所述催化剂原料配伍的重量百分比范围如下表所示：
而且，所述密闭容器为内壁是耐火隔热材料的容器，该容器需具有搅拌物料的功能，并带有开启的密闭阀，加热过程中收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明经充分理论原理研究和实验分析，创新地引入催化剂体系，引入的催化剂体系与含铝的硅酸盐发生一系列的化学作用并最终完成分解。首先，含铝的硅酸盐在催化剂系统和辅料的作用下其表面的活化能实现降低，促成了含铝的硅酸盐活化，进而硅元素和铝元素的化合键得以打开和重组，而催化剂体系本身反应前后质量没有变化，催化剂体系为含铝硅酸盐的分解创造了全新的化学反应途径，加速了反应进行的速率，并降低了反应的活化能，最终使反应变得容易发生并充分完成。
2、本发明采用催化技术，可将稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，让硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解，可使复杂大分子稳定态含铝的硅酸盐分解效果好，产物容易分离，绿色无污染，是相关资源及固废等有前景的分解分离方法，提高了大多数含硅酸盐矿物的冶金价值，尤其是含铝及高铝的硅酸盐，包括相关固废，是一项对装备要求低、环境友好无污染、分解效果好、产物细腻的新技术。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步详述；需要说明的是：本实施例是描述性的，不是限定性的，不能以此来限定本发明的保护范围。
本发明所涉及的催化分解含铝硅酸盐的方法，其主要步骤内容是对含铝的硅酸盐进行预处理，对辅料进行破碎，对催化剂原料进行配伍，对催化剂、含铝的硅酸盐和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100到39:100之间，辅料的总含量需控制在1.6％到3％之间，将所有反应物置于密闭容器内，对反应物进行加热，收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染，待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合物，该混合物可作为下一步物理或化学分离的原料。
上述反应的总化学反应方程式为：
2(Al2O3·2SiO2)+C+O2＝4SiO2+2Al2O3+CO2
下面通过两个具体实施例，对本发明申请进行叙述。
实施例1：
一种催化分解含铝硅酸盐的方法，步骤是：
⑴将220KG的高纯红柱石(化学组成为Al2[SiO4]O)作为本实施例含铝的硅酸盐的原材料，原石(即高纯红柱石)经水洗、破碎和粒径分级，收得粒径中位数为500微米的粉末共200KG；
⑵将焦炭和无烟煤按50:50比例混合作为本实施例的辅料，经破碎和筛选得到粒径小于1.5毫米的粉料，共计5.5KG；
⑶将生石灰、锌白、轻烧镁粉和赤铁矿的混合物作为本实施例的复合催化剂，其比例为50:10:25:15(表1中的组合1范围内)，粒径均小于1.5毫米，共计70KG；
⑷催化剂与其他各反应物的配料比例为34:100，其中辅料的总含量占总物料的重量比为1.996％；
⑸本实施例的反应容器为300KG规格的回转窑，温度上限为1500K，内壁为耐火隔热材料，所有上述反应物置入回转窑内，开启转动充分混合，然后开启加热设置窑内温度在1350K，隔绝气体防止污染并收集气体反应生成物CO等；
⑹反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，待生成物降至常温后最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物，其中三氧化二铝131.6KG，氧化硅67.3KG，粒径均小于600微米。
实施例2：
一种催化分解含铝硅酸盐的方法，步骤是：
⑴将535KG的高铝粉煤灰(产地鄂尔多斯)作为本实施例含铝的硅酸盐的原材料，原粉(高铝粉煤灰)经研磨收得粒径小于80微米的粉末共500KG；
⑵将高铝烟煤作为本实施例的辅料，经破碎和筛选得到粒径小于1毫米的粉料，共计17KG；
⑶将生石灰和轻烧镁粉的混合物作为本实施例的复合催化剂，其比例为2：98(表1中的组合5范围内)，粒径均小于1毫米，共计300KG；
⑷上述催化剂与其他各反应物的配料比例为36.7:100，其中辅料的总含量占总物料的重量比为2％；
⑸本实施例所使用的反应容器为1000KG规格的回转窑，温度上限为1300℃，内壁为耐火隔热材料，所有上述反应物置入回转窑内，开启转动充分混合，然后开启加热设置窑内温度在1150℃，隔绝气体防止污染并收集气体反应生成物一氧化碳和氢气等；
⑹反应容器内的反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，降温速度3℃/min至1000℃，然后自然降温至常温后最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物，其中三氧化二铝236KG，氧化硅227KG，粒径均小于500微米。
本实施例未详细叙述的技术内容，可视为现有技术。
以上所述是本发明的多种工艺参数和配方比例设计中的两种组合下的实施方式，应当指出，对于本行业领域内的技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，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)
1.一种催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：步骤是：
⑴含铝的硅酸盐的预处理，包括常规的分拣、水洗、破碎、淘洗、粒径分级工艺环节，由此得到粉料粒径小于650微米的处理原料；
⑵辅料的选择及破碎，辅料选择包括石油焦、焦炭、兰炭、煤炭、碳素粉，然后将其破碎，得到粒径小于2毫米的辅料原料；
⑶催化剂原料的配伍，组成催化剂的各物料的粒径须小于5毫米，成分包括生石灰、锌白或氢氧化锌、轻烧镁粉、赤铁矿或磁赤铁矿；
⑷对催化剂物料、含铝硅酸盐的处理原料和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100-39:100，其中辅料的总含量占比需控制在1.6％-3％；
⑸将所有反应物置于密闭容器内并充分混合，对反应物进行加热，控制温度在1300-1500K；
⑹待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物。
2.根据权利要求1所述的催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：所述催化剂原料配伍的重量百分比范围如下表所示：
3.根据权利要求1所述的催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：所述密闭容器为内壁是耐火隔热材料的容器，该容器需具有搅拌物料的功能，并带有开启的密闭阀，加热过程中收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010004534.7A CN111167831B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种催化分解含铝硅酸盐的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010004534.7A CN111167831B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种催化分解含铝硅酸盐的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111167831A true CN111167831A (zh) | 2020-05-19 |
| CN111167831B CN111167831B (zh) | 2023-01-17 |
Family
ID=70649239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010004534.7A Active CN111167831B (zh) | 2020-01-03 | 2020-01-03 | 一种催化分解含铝硅酸盐的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111167831B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3860415A (en) * | 1972-08-02 | 1975-01-14 | Ethyl Corp | Process for preparing aluminum |
| CN1676630A (zh) * | 2005-04-18 | 2005-10-05 | 登封电厂集团有限公司 | 利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法 |
| CN101717104A (zh) * | 2009-12-15 | 2010-06-02 | 清流县清云铝业有限公司 | 以红柱石绢云千枚岩为原料工业制备氢氧化铝、氧化铝和氟化铝的方法 |
| CN101899572A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-12-01 | 甘肃紫鑫矿业煤化工有限公司 | 用红柱石原矿为原料制备硅铝铁合金的方法 |
| CN101942561A (zh) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | 同方环境股份有限公司 | 一种利用煤矸石制备铝硅铁合金的方法 |
| CN107697935A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-02-16 | 北京矿冶研究总院 | 粉煤灰一步预处理还原焙烧酸碱联合提取氧化铝的方法 |
-
2020
- 2020-01-03 CN CN202010004534.7A patent/CN111167831B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3860415A (en) * | 1972-08-02 | 1975-01-14 | Ethyl Corp | Process for preparing aluminum |
| GB1415475A (en) * | 1972-08-02 | 1975-11-26 | Ethyl Corp | Aluminium process |
| CN1676630A (zh) * | 2005-04-18 | 2005-10-05 | 登封电厂集团有限公司 | 利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法 |
| CN101942561A (zh) * | 2009-07-10 | 2011-01-12 | 同方环境股份有限公司 | 一种利用煤矸石制备铝硅铁合金的方法 |
| CN101717104A (zh) * | 2009-12-15 | 2010-06-02 | 清流县清云铝业有限公司 | 以红柱石绢云千枚岩为原料工业制备氢氧化铝、氧化铝和氟化铝的方法 |
| CN101899572A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-12-01 | 甘肃紫鑫矿业煤化工有限公司 | 用红柱石原矿为原料制备硅铝铁合金的方法 |
| CN107697935A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-02-16 | 北京矿冶研究总院 | 粉煤灰一步预处理还原焙烧酸碱联合提取氧化铝的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘建周: "《催化剂及催化作用》", 30 June 2018, 中国矿业大学出版社 * |
| 李紫勇: "碳还原粉煤灰制取铝硅合金的研究", 《工程技术Ⅰ辑》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111167831B (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109266847B (zh) | 低温固结冶金球团的制备方法 | |
| CN101462838B (zh) | 煤矸石和金属尾矿代粘土配料生产水泥熟料的方法 | |
| WO2011029269A1 (zh) | 利用冶金焙烧和高炉对铬渣进行无害化处理的方法 | |
| CN112111660B (zh) | 一种从锂矿石中富集锂同时制备硅铁合金回收氧化铝的方法 | |
| CN103030312B (zh) | 一种金属镁冶炼渣的处理方法 | |
| CN1059370A (zh) | 铬渣解毒、冶炼含铬生铁的方法 | |
| CN110066923A (zh) | 赤泥综合回收低熔点金属、铁、钒及熔融渣水泥化的方法 | |
| CN108585803B (zh) | 一种不结圈球团回转窑内衬的制备方法 | |
| CN106673682A (zh) | 一种利用固废生产铁合金和耐火材料的方法 | |
| CN115505745A (zh) | 利用钢渣质热耦合技术处理烧结工序除尘灰的方法 | |
| CN104152707A (zh) | 一种氨浸渣冶炼钼铁回收钼的方法 | |
| CN102351473B (zh) | 一种格栅板的制备方法 | |
| CN115679097A (zh) | 一种用转炉渣和精炼除尘灰资源化炼铁瓦斯灰的方法 | |
| CN111101002A (zh) | 一种皮江法炼镁联产水泥的生产工艺 | |
| CN101435020B (zh) | 利用钛精矿生产富钛料的方法 | |
| CN107365161B (zh) | 一种铜复合镁铬砖及其制造方法 | |
| CN109665817A (zh) | 一种冶金渣资源综合回收方法 | |
| CN106350632B (zh) | 转炉炼钢用轻烧压球及其制备方法 | |
| CN111943696A (zh) | 一种利用工业的铝渣和钛渣制备钛酸铝质耐火材料的方法 | |
| CN111167831B (zh) | 一种催化分解含铝硅酸盐的方法 | |
| CN109929995B (zh) | 一种铝灰球团粘结剂及其制备方法 | |
| CN108558244B (zh) | 一种利用热态转炉渣制备水泥混合料的装置及制备方法 | |
| CN115710634A (zh) | 一种处理烧结除尘灰和连铸中间包废弃涂料的方法 | |
| CN102633515A (zh) | 镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法 | |
| CN115180843A (zh) | 一种利用铜渣协同多种固废制备水泥熟料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |