CN113683105B - 一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法 - Google Patents

一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法 Download PDF

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    • C01F7/20—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts

Abstract

本发明涉及一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，原料经预处理、配料和均化后得到均化生料，原料包括粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱；其中，预处理包括原料进行粉碎处理，控制工艺粉碎粒度在120目‑220目，形成预粉料；配料包括按工艺配比、计量预粉料、配料形成生料；均化包括干法均化和湿法均化，生料先加入干法均化机中进行干法均化，再进行湿法均化后得到均化生料。本发明，将粉煤灰、煤矸石、电石渣等固废和煤粉、纯碱粉碎至同等细度，并通过微机计量自动化配料精确控制、干法均化、湿法均化处理，得到充分混匀的均化生料，经碱法烧结可以得到高白高纯氢氧化铝，粉煤灰资源化固废中铝回收率90％以上。

Description

一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化技术领域，具体涉及一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法。
背景技术
电厂煤炭燃烧过程产生大量粉煤灰，除少部分用于水泥建材生产原料而得到部分利用外，大部分粉煤灰堆存，不仅占用大量土地资源，而且对环境污染严重。粉煤灰中氧化铝含量一般在17-35％，部分地区粉煤灰铝含量更可高达40-60％，是一种十分重要的非传统氧化铝资源，具有较高的提取铝价值。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中形成的固体废物，其主要成分是Al2O3、SiO2，煤矸石弃置不用，占用大片土地，还会自燃发生火灾。建材、化工企业生产过程也会产生电石渣、氧化钙等含钙固废，不进行处理对环境影响较大。
国内外为了利用粉煤灰、煤矸石等固废原料，开发了很多粉煤灰提取氧化铝工艺，主要有预脱硅法、混联法和酸浸法，但现有提取氧化铝技术均存在一定的缺陷，表现为投资高、能耗高、污染高，另外，由于粉煤灰的、煤矸石的来源较多、品味不同、物性差异较大，利用这些固废，也面临原料组分各异等变化问题。例如，混联法，投资高，需要加入大量石灰或石灰石粉，烧结温度一般在1200-1400℃，烧结量大、能耗高，同时，产渣量也大，每生产1吨氧化铝需产出4-10吨硅钙渣，渣量为粉煤灰原灰的1.5-3倍，该硅钙渣类似氧化铝工业中的烧结法赤泥，如何消纳处置这些新渣面临更大困难。
利用粉煤灰、煤矸石、电石渣为固废原料制备氧化铝，不仅能带来巨大的经济效益，降低生产成本，而且缓解了资源紧张和粉煤灰带来的环境污染压力。因此，研究更优化工艺技术，开发将粉煤灰、煤矸石、电石渣等固废资源化回收利用，具有重要的社会价值和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，回收固废中的铝，实现粉煤灰、电石渣等固废资源化，有利于环境保护。
本研究发现，对粉煤灰等固废原料处理进行精细化控制，再进行配制，并用于后续碱法烧结提取氧化铝，能够制备高白高纯氢氧化铝。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，包括如下步骤，原料经预处理、配料和均化后得到均化生料，所述原料包括粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱；其中，
预处理包括：原料进行粉碎处理，控制工艺粉碎粒度在120目-220目，形成预粉料；
配料包括：按工艺配比、计量预粉料、混合形成生料；
配料均化包括干法均化和湿法均化，生料先加入干法均化机中进行干法均化，再进行湿法均化后得到均化生料。
进一步的，所述生料在干法均化机搅拌混匀，搅拌轴转速为10000-30000转/分，干法均化时间为1-5分钟，干法均化温度20-60℃。
进一步的，所述湿法均化为在湿法均化机中加水或碱液进行搅拌混匀，搅拌轴转速为200-500转/分，湿法均化时间为1-5分钟，湿法均化温度25-50℃。
进一步的，所述粉碎处理为将原料分别送至球磨设备进行粉磨至工艺要求的粒度。
进一步的，所述粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱进行粉碎处理至同等物料细度。
进一步的，所述预粉料粒度在180目-220目。
进一步的，所述配料包括：将预粉料送入原料中间料仓，通过计量给料设备由微机自动化配料。
进一步的，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度25-50℃，更优选为35℃。
进一步的，湿法均化过程中，加入50-60℃水或碱液进行搅拌混匀，湿法均化时间为2-3分钟，湿法均化温度30-40℃。
进一步的，所述含钙固废包括电石渣、氧化钙废渣、造纸厂的白泥。
进一步的，所述粉煤灰为高铝粉煤灰，优选为预脱硅高铝粉煤灰，所述煤粉为高铝煤。
进一步的，所述煤矸石为高铝煤矸石，优选为高铝煤矸石洗选加工过程中排出的矸石。
进一步的，所述生料中粉煤灰、煤矸石、含钙固废、纯碱和煤粉的计量配料质量百分比为：粉煤灰为23-30％,煤矸石为10-20％,含钙固废为35-45％，纯碱为13-18％，煤粉为3-8％。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)本发明将粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣和纯碱进行配料，制备出高白高纯氢氧化铝产品，不仅实现了粉煤灰、煤矸石、电石渣这些固废的无害化处理，而且实现了这些固废的资源化、协同利用，固废中铝回收率达到94％以上。
2)本发明将粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣和纯碱在配料前，先进行预粉碎处理，并精细化控制几种物料的粒度为同等细度范围，能够解决因不同种的物料因比重不同，在物料进行混合时出现混料不均，均化效果差的问题，确保了后续的烧结法反应提取铝的效果。
3)本发明将粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣和纯碱的粒度控制到180-220目，得到超细预粉料，并通过后续高速干法均化、低速湿法均化处理，均化时间短，均化效率高。
4)采用本发明配制的生料，采用胚料烧结法制备氢氧化铝产品，相对于浆料烧结法制备氢氧化铝产品，两者分别烧制1吨料，折合标准煤消耗量分别为70公斤标煤、190公斤标煤，本发明工艺更节能。
5)本发明利用电石渣、硅铁厂的氧化钙废渣、造纸厂的白泥等含钙固废，替代石灰石，节约了石灰矿资源。减少了矿山的开采和二氧化碳的排放，而且，环保尾渣排放减少了20％-40％，减排减量效果明显。
附图说明
图1是本发明的利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制工艺流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图1所示，本发明提供了一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，对包含粉煤灰的固废原料先进行干法均化再进行湿法均化后得到均化生料。
具体的，一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，包括如下步骤，原料经预处理、配料和均化后得到均化生料，所述原料包括粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱；其中，
预处理包括：原料进行粉碎处理，控制工艺粉碎粒度在120目-220目，形成预粉料；
配料包括：按工艺配比、计量预粉料、混合形成生料；
均化包括干法均化和湿法均化，生料先加入干法均化机中进行干法均化，再进行湿法均化后得到均化生料。
进一步的，所述生料在干法均化机搅拌混匀，搅拌轴转速为10000-30000转/分，干法均化时间为1-5分钟，干法均化温度20-60℃。
进一步的，所述湿法均化为在湿法均化机中加水或碱液进行搅拌混匀，搅拌轴转速为200-500转/分，湿法均化时间为1-5分钟，湿法均化温度25-50℃。
进一步的，所述粉碎处理包括将煤矸石先采用破碎设备破碎至粒度在80目以下，然后将破碎后的煤矸石送至球磨设备进行粉磨至工艺要求的粒度。
进一步的，所述粉碎处理为将原料分别送至球磨设备进行粉磨至工艺要求的粒度，所述球磨设备为雷蒙磨。
进一步的，所述粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱进行粉碎处理至同等物料细度。
进一步的，所述预粉料粒度在180目-220目。
进一步的，所述生料配料包括：将预粉料送入原料中间料仓，通过计量给料设备由微机自动化配料。
进一步的，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度25-50℃。
进一步的，湿法均化过程中，加入50-60℃水或碱液进行搅拌混匀，湿法均化时间为2-3分钟，湿法均化温度30-40℃，所述碱液为洗液。
进一步的，所述干法均化机为立式搅拌均化设备，包括圆筒状上下封闭均化室、设置在均化室上封闭端的进料口、设置在均化室中部搅拌装置、设置在均化室下封闭端的卸料口和与卸料口连接的卸料阀。
进一步的，在所述干法均化机均化室上的筒体上设置有可对所述均化室进行保温的加热装置，所述加热装置为设置在所述均化室上的筒体外部的夹套式加热装置，包括水夹套式保温装置、烟气夹套式保温装置。
进一步的，所述干法均化机为卧式搅拌均化设备，包括斜卧式搅拌滚筒、设置在搅拌滚筒的筒体上的一端的进料口、设置在搅拌滚筒的筒体上的另一端的出料口、设置在所述搅拌滚筒内与所述搅拌滚筒筒体轴线重合的搅拌轴，所述搅拌滚筒筒体倾斜设置，筒体轴线与水平面夹角为5-10°，所述搅拌滚筒筒体可围绕搅拌滚筒筒体轴线转动，所述搅拌轴与所述搅拌滚筒筒体反向转动，所述搅拌滚筒筒体的转速为100-200转/分。
进一步的，所述湿法均化机为立式搅拌均化设备，包括圆筒状上下封闭混料室、设置在混料室上封闭端的进料口、设置在混料室中部搅拌装置、设置在混料室下封闭端的卸料口以及与所述卸料口连接的卸料闸，在所述混料室上封闭端的下方还设置有下压装置，所述下压装置用于向下挤压卸料，在所述混料室的筒体外部还设置有可对所述混料室进行保温的加热装置，优选为夹套式加热装置，包括水夹套式保温装置、烟气夹套式保温装置。
进一步的，所述干法均化机和所述湿法均化机均采用变频电机驱动搅拌装置和搅拌轴转动，对物料进行均化。
进一步的，所述含钙固废包括电石渣、氧化钙废渣、造纸厂的白泥。
进一步的，所述粉煤灰为高铝粉煤灰，优选为预脱硅高铝粉煤灰，所述煤粉为高铝煤。
进一步的，所述煤矸石包括煤矿在井巷掘进时排出来的矸石、露天煤矿开采时剥离的矸石和洗选加工过程中排出的矸石。
进一步的，所述煤矸石为高铝煤矸石，优选为高铝煤矸石洗选加工过程中排出的矸石。
进一步的，所述粉煤灰的质量百分比组成为：Al2O3占32.58～52.11％，SiO2占37.81～54.54％，Fe2O3占0.69～3.49％，其他4.13～8.06％。
进一步的，所述含钙固废的质量百分比组成为：CaO占56.8-65％，Al2O3占1.25-4％，SiO2占2.5-7.5％，Fe2O3占0.2-0.96％。
进一步的，所述高铝煤矸石的质量百分比组成为：SiO2占42～54％，Al2O3占37～44％，Fe2O3占0.2～0.5％，CaO占0.1～0.7％，MgO占0.1～0.5％，K2O占0.1～0.9％，TiO2占0.1～1.4％。
进一步的，所述生料中粉煤灰、煤矸石、含钙固废、纯碱和煤粉的计量配料质量百分比为：粉煤灰为23-30％,煤矸石为10-20％,含钙固废为35-45％，纯碱为13-18％，煤粉为3-8％。
进一步的，所述洗液为包含纯碱的碱液。
进一步的，在湿法均化中，加入的水份与干均化生料的质量百分比10-25％，优选为17-20％。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
粉煤灰等原料及配比
本发明中所使用的粉煤灰、煤矸石、含钙固废(电石渣)等固废原料，均来自周边工业园区的废弃物料。其中：
电石渣来自某化工厂产生的电石渣，质量百分比组成为：CaO占56.8～65％，Al2O3占1.25～4％，SiO2占2.5～7.5％，Fe2O3占0.2～0.96％。
粉煤灰来自某电厂排放的高铝粉煤灰，质量百分比组成为：Al2O3占32.58～52.11％，SiO2占37.81～54.54％，Fe2O3占0.69～3.49％，其他4.13～8.06％。
煤矸石为某洗煤厂洗选过程排出的高铝煤矸石，质量百分比组成为：SiO2占42～54％，Al2O3占37～44％，Fe2O3占0.2～0.5％，CaO占0.1～0.7％，MgO占0.1～0.5％，K2O占0.1～0.9％，TiO2占0.1～1.4％。
煤粉为高铝煤粉，质量百分比组成为：Al2O3占9～13％，SiO2占6～10％。
本发明中的纯碱来自采购的化工商品级原料。
本发明中，所述生料中粉煤灰、煤矸石、含钙固废、纯碱和煤粉的计量配料质量百分比为：粉煤灰为23-30％,煤矸石为10-20％,含钙固废为35-45％，纯碱为13-18％，煤粉为3-8％。
加入的水份按照干均化生料计算的所占质量百分比例为10-25％，优选为17-20％。
碱法烧结制备氢氧化铝评价原料处理工艺结果
为了评价采用不同原料处理工艺配制的生料的碱法烧结制备氢氧化铝的效果，本发明参考现有技术，按照以下步骤实施碱法烧结制备氢氧化铝，包括：生料配置、熟料烧结、熟料溶出、精脱硅、脱硅液碳化分解、氢氧化铝分离与洗涤、干燥。其中：
评价工艺1：配制好的生料成型为直径为5-20cm、厚度为2-3cm的饼状胚料，熟料烧结在马弗炉中高温胚料烧结法进行评价，焙烧温度800-1000℃，焙烧时间1-5小时。
评价工艺2：配制生料浆，熟料烧结在回转窑中浆料高温烧结法进行评价，焙烧温度1100-1200℃，焙烧时间10-30分钟。
实施例1
采用如图1所述的利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制工艺流程示意图。
首先，取粉煤灰、煤矸石、电石渣、煤粉、纯碱，分别进行原料预处理，采用雷蒙磨粉磨细度达到200目左右，形成同等物料细度的预粉料，再按照原料中粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱的计量配料质量百分比：粉煤灰为24％,煤矸石为13％,含钙固废为42％，纯碱为16％，煤粉为5％，配制生料。水份按照占干均化生料的质量百分比例的10-25％，精确计量、完成配料。在本实施例中，将预粉料分别送入原料中间料仓，通过计量给料设备由微机自动化配料。
先在卧式高速干法均化机中进行干法均化，后加入50℃水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌轴转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，完成二级原料均化处理。
在本实施例中，高速干法均化机为高速卧式搅拌均化设备，搅拌滚筒筒体倾斜设置，筒体轴线与水平面夹角为10°，在外接电机驱动下，搅拌轴顺时针高速旋转搅拌生料，同时，搅拌滚筒筒体相对搅拌轴进行低速反时针方向转动，搅拌滚筒筒体的转速为100-200转/分，这样能够更充分的搅拌生料，防止沉底生料未得到充分的搅拌，实现生料中各组份的快速、高效均化。干法均化中，维持干法均化的均化温度50℃。
湿法均化机为立式、搅拌均化设备，在圆筒状上下封闭混料室的筒体外部设置有可对进入混料室的均化生料进行保温的加热装置，在本实施例中，采用水夹套式保温装置，确保湿法均化机混料室的均化生料维持在30-50℃下进行。
原料在完成二级均化处理后的均化配料，打开湿法均化机卸料口连接的卸料闸进行卸料、成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率94％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
另外，根据本实施例，通过胚料烧结法，烧结一吨料消耗70公斤标准煤，与回转窑中浆料高温烧结法焙烧铝土矿制备氧化铝烧结一吨料消耗190公斤标准煤相比，胚料烧结法的能耗明显降低，节能60％以上。
实施例2
参照实施例1进行配料，与实施例1不同的是，预粉料细度控制180目左右。
首先，取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，分别进入雷蒙磨粉磨细度达到180目左右，形成同等物料细度的预粉料，再按照实施例1中的计量配料比配生料，水分按照占干均化生料的质量百分比例的10-25％，精确计量、由微机自动化配料完成生料配料。
先在高速干法均化机中进行干法均化，后加入50℃水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，完成二级原料均化处理，打开湿法均化机卸料口连接的卸料闸进行卸料、进行成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率90％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
由于预粉料的粒度下降，粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣的颗粒较大，而三者的比重不同，导致三者物料颗粒之间在混料过程中无法充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，导致后续反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率。
实施例3
参照实施例1进行配料，与实施例1不同的是，预粉料细度控制160目左右。
首先，取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，分别进入雷蒙磨粉磨细度达到160目左右，形成同等物料细度的预粉料，再按照实施例1中的计量配料比配生料，水分按照占干均化生料的质量百分比例的10-25％，精确计量、由微机自动化配料完成生料配料。
先在高速干法均化机中进行干法均化，后加入50℃水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，完成二级原料均化处理，打开湿法均化机卸料口连接的卸料闸进行卸料、进行成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率85％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
由于预粉料的粒度下降，粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣的颗粒较大，而三者的比重不同，导致三者物料颗粒之间在混料过程中无法充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，导致后续反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率。
实施例4
参照实施例1进行配料，与实施例1不同的是，预粉料细度控制120目左右。
首先，取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，分别进入雷蒙磨粉磨细度达到120目左右，形成同等物料细度的预粉料，再按照实施例1中的计量配料比配生料，水分按照占干均化生料的质量百分比例的10-25％，精确计量、由微机自动化配料完成生料配料。
先在高速干法均化机中进行干法均化，后加入50℃水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，完成二级原料均化处理，打开湿法均化机卸料口连接的卸料闸进行卸料、进行成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率75％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
由于预粉料的粒度下降，粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣的颗粒较大，而三者的比重不同，导致三者物料颗粒之间在混料过程中无法充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，导致后续反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率。
实施例5
参照实施例1进行配料，与实施例1不同的是，预粉料细度控制80目左右。
首先，取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，分别进入雷蒙磨粉磨细度达到80目左右，形成同等物料细度的预粉料，再按照实施例1中的计量配料比配生料，水分按照占干均化生料的质量百分比例的10-25％，精确计量、由微机自动化配料完成生料配料。
先在高速干法均化机中进行干法均化，后加入50℃水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，完成二级原料均化处理，打开湿法均化机卸料口连接的卸料闸进行卸料、进行成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率60％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
由于预粉料的粒度下降，粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣的颗粒较大，而三者的比重不同，导致三者物料颗粒之间在混料过程中无法充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，导致后续反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率。
对比例1
参照实施例2进行配料，与实施例2不同的是，原料中未加入煤矸石和煤粉。
取粉煤灰、电石渣、纯碱，破碎至180目，采用二级均化处理，即干物料先在干法均化机中进行干法均化，后加入水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率89％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
采用胚料烧结法，由于生料中未加入煤矸石，以粉煤灰、电石渣、纯碱为原料制备的生料成型后进行胚料烧结时，无法由成型料自身产生自热，成型料发生反应需要外部供给热量，另外，为保证成型料充分焙烧，需要延长供热时间，导致生产成本升高，生产效率下降。在与实施例2同等焙烧条件下，成型料不能充分焙烧，因而，Al回收率下降。
对比例2
参照实施例2进行配料，与实施例2不同的是，原料先混合再进行球磨粉碎。
取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，混合、破碎至180目，采用二级均化处理，即干物料先在干法均化机中进行干法均化，后加入水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-5分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率89％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
由于生料中煤矸石、粉煤灰、煤粉、电石渣、纯碱等原料的比重各不相同，相差较大，因此，直接混合再进行粉碎，尽管最后达到工艺要求的粒度范围，但是，比重相差较大的不同粒度的物料颗粒进行混合，容易导致颗粒分层，影响粉碎的均一性，为提高均化效果，需要延长干法均化的均化时间，生产效率下降，而均化时间延长将增加均化能耗，生产成本又会提高。
对比例3
参照实施例5进行配料，与实施例5不同的是，原料中未加煤矸石和煤粉，预粉料粒度控制在80目左右。
取粉煤灰、电石渣、纯碱，其中，电石渣、粉煤灰粒度为80目，原料不作进一步的粉碎处理，直接采用二级均化处理，即干物料先在干法均化机中进行干法均化，后加入水在湿法均化机进行湿法均化，其中，干法均化转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温胚料烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率为50％，不到60％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：AL(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
电石渣、粉煤灰的颗粒较大，而两者的比重不同，导致物料颗粒无法充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，导致后续反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率。另外，由于没有加入煤矸石和煤粉，生料成型后进行胚料烧结时，无法由成型料自身产生自热，需要外部供给热量，为保证成型料充分焙烧，需要延长供热时间即焙烧时间延长，导致生产成本升高，生产效率下降。
对比例4
参照实施例2进行配料，与实施例2不同的是，原料中未加煤矸石和煤粉，原料处理流程没有干法均化处理环节，湿法均化中加入25℃水。
取粉煤灰、电石渣、纯碱，破碎至180目，加入到湿法均化机中，加入25℃水，混合粉煤灰、电石渣、纯碱和水，控制搅拌转速为200-500转/分，配料均化温度25℃，搅拌均化2-3分钟，成型，在室温下风干，再转入马弗炉中高温烧结按照评价工艺1评价，固废中Al回收率60-70％。制备出高白高纯氢氧化铝，质量指标为：Al(OH)3≥99.7％，SiO2≤0.02％，白度≥96。
电石渣、粉煤灰、纯碱的颗粒在湿法均化前未进行干法均化处理，原料颗粒未充分均化，加入较低温度水后，物料无法充分均匀混合，湿法均化不能确保物料颗粒间的充分均化、混合、附着，影响最终物料颗粒间的结合，胚料成型效果也较差，导致后续烧结反应不完全，影响到Al提取，降低Al回收率，即使通过外部供给热量，延长成型料焙烧时间，Al回收率也无法达到实施例2的90％回收率。
对比例5
参照实施例2进行配料，与实施例2不同的是，生料中水份含量为38-42％(wt％)，配制的生料浆在回转窑中浆料高温烧结法进行评价，焙烧温度1100-1200℃。
取粉煤灰、煤矸石、煤粉、电石渣、纯碱，破碎至180目，采用二级均化处理，即干物料先在干法均化机中进行干法均化，后加入38-42％(wt％)水在湿法均化机进行湿法均化形成生料浆，其中，干法均化转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度50℃，湿法均化控制搅拌转速为200-500转/分，湿法均化温度30-50℃，搅拌均化2-3分钟，再送入回转窑中喷浆、浆料高温烧结，按照评价工艺2评价，结果烧结失败，无法提取氧化铝。分析原因为回转窑中浆料高温烧结法对原料的硅铝比有严格要求有关。
结果分析
根据实施例1～5及对比例1～5的试验比较，可以发现：
1、以粉煤灰、煤矸石、电石渣等固废和煤粉、纯碱为原料，先分别进行粉碎处理，得到预粉料，再进行两级均化处理，即干法高速均化处理，然后加入水或碱液进行低速湿法均化处理，能够避免因传统的一步法均化处理，在加入总水量不足以形成浆料的情况下，因加入水或碱液后，物料因吸水而凝结、发干，搅动困难，导致物料颗粒间均化不充分的问题。
2、本发明的原料的预粉料的粒度或目数在180目-200目，目数越细，配制的生料的均化效果就越好，后续的碱法胚料烧结提取氧化铝的反应就更充分，Al提取率就会升高。这与目数越细的预粉料颗粒间能够克服因为不同的物料的比重差异而出现的因颗粒较大难以充分混匀的问题，颗粒间互相附着的更好，另外，粉煤灰或煤矸石的物料颗粒在深度粉磨的过程中，有助于破坏物料中α-氧化铝的晶格结构，从而提高Al提取有关。
3、各种原料分别进行预粉碎到同等细度范围，能够克服传统的物料先混合再粉碎而出现的物料颗粒间因为不同物料的比重差异而出现的粉碎中物料分层，影响粉碎的均一性，另外，物料先混合再粉碎，为提高均化效果，需要延长干法均化的均化时间，而均化时间延长又将增加均化能耗，生产成本又会提高。
4、采用胚料烧结法，生料中加入煤矸石和煤粉，可为成型料提供自热，成型料发生自热反应，保证成型料充分焙烧，不仅节能效果明显，而且能提高固废中铝的提取率。
5、在湿法均化过程中，加入的水或碱液温度影响也较大，当加入较低温水或碱液混合均化时，物料无法充分均匀混合，影响物料颗粒间的均化，胚料成型效果也较差，最终也会影响到铝的提取。而加入热水或热碱液，物料容易充分均匀混合，湿法均化能确保物料颗粒间的充分均化、混合、附着，利于后续胚料成型，烧结反应完全，Al回收率能得到保障。
6、以粉煤灰、煤矸石、电石渣等固废和煤粉、纯碱为原料，采用本发明的物料配方和生料配制方法，能够通过胚料烧结工艺获得90％以上Al回收率，同时与取得相对于传统的回转窑浆料高温烧结法焙烧铝土矿提取氧化铝的工艺相比，胚料烧结法的能耗明显降低，节能60％以上。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的生料配制方法，其特征在于，原料经预处理、配料和均化后得到均化生料，所述原料包括粉煤灰、煤矸石、煤粉、含钙固废和纯碱；其中，
预处理包括：原料分别进行粉碎处理至同等物料细度，控制工艺粉碎粒度在180目-220目，形成预粉料；
配料包括：按工艺配比、计量预粉料、混合形成生料；
均化包括高速干法均化和低速湿法均化，生料先加入干法均化机中进行高速干法均化，再进行低速湿法均化后得到均化生料；高速干法均化转速为10000-30000转/分，低速湿法均化转速为200-500转/分；
所述生料中粉煤灰、煤矸石、含钙固废、纯碱和煤粉的计量配料质量百分比为：粉煤灰为23-30%,煤矸石为10-20 %,含钙固废为35-45%，纯碱为13-18%，煤粉为3-8%；
所述均化生料，能够通过自热式胚料烧结工艺获得90％以上Al回收率。
2.根据权利要求1所述的生料配制方法，其特征在于，所述生料在干法均化机搅拌混匀，搅拌轴转速为10000-30000转/分，干法均化时间为1-5分钟，干法均化温度20-60℃。
3.根据权利要求1所述的生料配制方法，其特征在于，所述湿法均化为在湿法均化机中加水或碱液进行搅拌混匀，搅拌轴转速为200-500转/分，湿法均化时间为1-5分钟，湿法均化温度25-50℃。
4.根据权利要求1所述的生料配制方法，其特征在于，所述配料包括：将预粉料送入原料中间料仓，通过计量给料设备由微机自动化配料。
5.根据权利要求4所述的生料配制方法，其特征在于，所述干法均化，搅拌轴转速为25000转/分，干法均化时间为1-3分钟，干法均化温度25-50℃；
所述湿法均化，加入25-50℃洗液进行搅拌混匀，湿法均化时间为2-3分钟，湿法均化温度30-40℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的生料配制方法，其特征在于，所述含钙固废包括电石渣、氧化钙废渣、造纸厂的白泥。
7.根据权利要求1-5任一项所述的生料配制方法，其特征在于，所述粉煤灰为高铝粉煤灰，所述煤矸石为高铝煤矸石，所述煤粉为高铝煤。
8.根据权利要求1-5任一项所述的生料配制方法，其特征在于，所述煤矸石包括煤矿在井巷掘进时排出来的矸石、露天煤矿开采时剥离的矸石和洗选加工过程中排出的矸石。
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