CN115583655A - 一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，属于工业固废高值化利用技术领域。本发明公开的方法根据高钙、高铁气化炉渣的特点，先对气化炉渣进行除碳、除铁，减少后续活化难度和对产品纯度的影响；随后在微波活化过程中加入酸活化剂，有效提高活化效率，进而提高元素回收率，对活化液进行除去重金属，易于制备高品质的净水剂，通过Ca与不同酸形成的对应盐的溶解度不同，实现钙元素的富集和有效回收，整个过程无废水、废固产生。本发明提供的利用气化炉渣生产精碳、铁矿石、白炭黑、净水剂、钙盐产品的方法实现了主要有价元素的分级剥离和回收利用，经济和环境效益显著。
Description
技术领域
本发明属于工业固废高值化利用技术领域，具体涉及一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法。
背景技术
煤炭在一次能源消耗中占比70％左右，煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术，广泛应用于煤基化学品合成、液体燃料合成、IGCC发电等工业过程，煤炭气化后剩余的炉渣也随之大量产出。目前，气化炉渣的主要处理方式为填埋和堆存，资源化、高值化利用程度低，带来严重的环境污染和土地资源浪费。近年来，国家出台一系列的政策提高工业固废的利用率，气化炉渣也成为研究的热点。
目前，气化炉渣的综合利用主要集中在建工建料、土壤水体修复等方面，但这些仅仅是利用了气化渣中某些组分的胶黏特性或多孔结构，借鉴同为煤基固废的煤矸石和粉煤灰的利用路线，产品附加值低、受制因素多，且同样存在重金属造成二次污染的问题，经济和环境效益差。
在气化炉渣元素提取利用方面不少学者提出了一些利用的方法。如有学者专门对气化灰渣的提碳做了研究，主要通过重选实现残炭的回收，这种方法适用于碳含量较高的气化细渣，并且尾渣一般直接作为建材掺混料使用、利用较为单一。也有学者利用气化炉渣制备硅酸钠产品，但该方法仅实现了一种元素的回收利用，对于高钙、高铁类型炉渣不仅处理成本高、且造成有价元素的浪费。还有研究机构开发了气流床气化渣制备聚硅酸铝铁方法，通过多步酸溶和高温焙烧，实现气化渣资源化利用，但对气化渣中铝、硅和铁含量要求苛刻，过程复杂且需在600～750℃下煅烧，不但耗能高，且造成了原料中碳元素的浪费，并进一步产生大量的CO2，环境不友好。
现有对气化炉渣的处理方法大多都是通过一定的工艺处理，实现某一个或者部分元素的回收利用，产品组成单一、原料要求苛刻或环境效益差，没有充分考虑气化炉渣的理化性质和矿物质禀赋特点，尤其对于高钙、高铁气化炉渣的精细化、全量化和资源化利用领域目前未见公开报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，用以解决对气化炉渣的处理方法只能实现的技术问部分元素的回收利用，产品组成单一、原料要求苛刻或环境效益差，没有针对高钙、高铁气化炉渣的精细化利用等技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
S1：将气化炉渣进行过筛后得到精碳粉和余渣；将余渣处理后得到富铁矿石和低铁渣；
S2：将低铁渣处理后得到精碳和低碳渣；将低碳渣加入活化剂后经过微波活化、过滤后得到活化液和活化渣；
S3：将活化渣碱浸分离后，得到液体水玻璃和固体富钙渣；液体水玻璃经过酸化反应后得到白炭黑；固体富钙渣经焙烧处理后得到氢氧化钙和二氧化碳；
将活化液去除重金属后过滤，调节滤液pH值得到沉淀物和铵盐溶液，沉淀物与无机酸进行反应后得到净水剂，铵盐溶液和上述得到的氢氧化钙反应后得到氨水和钙盐产品。
进一步地，S1中，将气化炉渣采用数目为50～80目的筛网进行过筛，通过筛网的为精碳粉，没通过筛网的为余渣；将余渣处理后得到富铁矿石和低铁渣的步骤为：将余渣破碎球磨后加入磁种磁化，经磁选后得到富铁矿石和低铁渣；所述余渣破碎球磨后的粒度≤350μm；所述磁种为磁铁矿、钛磁铁矿和磁性铁氧体中的一种或多种。
进一步地，S2中，将低铁渣与浮选剂混合后，经过浮选后得到精碳和低碳渣；所述浮选剂为正癸酸、月桂酸、柴油、仲辛醇、六偏磷酸钠中的一种或多种；所述低铁渣和浮选剂的质量比为1：(0.02～0.05)。
进一步地，S2中，所述微波活化的温度为40～70℃，微波活化的的时间为 120～240min；所述活化剂浓度为10～20wt％的酸性物质；所述低碳渣与活化剂的质量比为1：(2～5)。
进一步地，S3中，将活化渣经碱浸分离后，得到液体水玻璃和固体富钙渣；所述碱浸是采用氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液中的一种或两种中进行；所述酸化反应的温度为40～70℃；所述酸化反应中采用的酸化剂为体积浓度为 50％～80％二氧化碳。
进一步地，S3中，所述固体富钙渣经处理后得到氢氧化钙和二氧化碳的步骤为：将固体富钙渣经过焙烧、水解后得到氢氧化钙，其中，焙烧的过程中产生二氧化碳，所述二氧化碳作为酸化剂。
进一步地，S3中，所述焙烧处理的温度为700～1000℃；所述将活化液和除重剂混合进行除重反应，去除重金属后过滤，得到沉淀物和铵盐溶液；所述除重剂的用量为重金属质量的10～30wt％。
进一步地，所述除重反应的温度为20～50℃，所述除重剂为磷改性CH-90 型树脂和聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂中的一种或两种；
将活化液过滤后，采用氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种调节滤液的pH值为4～5，得到沉淀物和铵盐溶液。
进一步地，S3中，所述沉淀物为氢氧化铝和氢氧化铁中的一种或两种；所述无机酸为硫酸、盐酸和硝酸中的一种或两种。
进一步地，S3中，所述得到的氨水作为调节滤液pH值的原料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，根据高钙、高铁气化炉渣的特点，先对气化炉渣进行除碳、除铁，减少后续活化难度和对产品纯度的影响；随后在微波活化过程中加入酸活化剂，有效提高活化效率，进而提高元素回收率，对活化液进行除去重金属，易于制备高品质的净水剂，通过Ca与不同酸形成的对应盐的溶解度不同，实现钙元素的富集和有效回收，反应中的副产物二氧化碳、氢氧化钙、氨水等均用于内部循环，提高了气化炉渣的综合利用率；同时，提取利用与转化的过程中，得到的氨水可以回用作为调节pH值的原料，所得钙盐产品能够作为产品出售，焙烧产生的二氧化碳可以作为合成白炭黑的原料，氢氧化钙可以作为回收氨水的原料，实现了副产物综合循环利用，整个过程无废水、废固产生。本发明提供的利用气化炉渣生产精碳、铁矿石、白炭黑、净水剂、钙盐产品的方法实现了主要有价元素的分级剥离和回收利用，经济和环境效益显著。
附图说明
图1为本发明的高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
如图1所示，本发明提供了一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
1)以气化炉渣为原料，过筛后得到精碳粉和余渣；
2)过筛的余渣破碎球磨后加入磁种磁化，经磁选后得到富铁矿石和低铁渣；
3)低铁渣加入浮选剂浮选后得到精碳和低碳渣；
4)低碳渣加入活化剂后经微波活化，过滤得到活化液和活化渣；
5)活化渣经碱浸分离为液体水玻璃和固体富钙渣，水玻璃酸化反应后得到白炭黑，剩余的富钙渣焙烧、水解后得到氢氧化钙，焙烧产生的二氧化碳可以作为酸化反应的原料；
6)活化液经除重剂除重金属后过滤，使用碱性物质调节滤液的pH值得到沉淀物和铵盐溶液，沉淀物与无机酸反应得到净水剂，铵盐溶液和步骤(5)的氢氧化钙反应得到氨水和钙盐产品，氨水可以回用作为调节pH值的原料。步骤5)和步骤6)无先后顺序。
优选地，步骤1)通过50～80目的筛网对气化炉渣进行过筛，如50目、 60目、70目、80目等。
优选地，步骤2)过筛的余渣破碎球磨后的粒度≤350μm，如350μm以下、 200μm以下、150μm以下等。
优选地，步骤3)所述浮选药剂为：正癸酸、月桂酸、柴油、仲辛醇、六偏磷酸钠等一种或者几种的组合，典型但非限制性组合为正癸酸和仲辛醇、正癸酸和柴油和六偏磷酸钠、月桂酸和仲辛醇、正癸酸和仲辛醇和六偏磷酸钠等。所述浮选药剂加入量为低铁渣的2～5wt％，如2wt％、4wt％、5wt％。
优选地，步骤4)的微波活化的温度为40～70℃，如40℃、50℃、60℃、 70℃等；微波活化的时间为120～240min，如120min、150min、200min、240min 等。所述微波活化能够降低活化温度和活化剂用量。
优选地，步骤4)的活化剂为酸性物质，如工业硫酸、副产硫酸等；所述酸性物质的浓度为10～20wt％，如10wt％、15wt％、20wt％等。
优选地，步骤4)所述活化剂的添加量为气化炉渣质量的2～5倍，如2倍、 3倍、4倍、5倍等。
优选地，步骤5)碱浸所用碱为氢氧化钠或者氢氧化钾的一种或者两种组合。
优选地，步骤5)酸化反应所用酸化剂为二氧化碳，二氧化碳可以外加，也可以来自富钙渣的焙烧；酸化反应温度为60～80℃，如60℃、70℃、80℃等。所述酸化剂的二氧化碳体积浓度为50％～80％，如50％、60％、70％、80％等；富钙渣焙烧温度为500～1300℃。
优选地，焙烧温度为700～1000℃，如700℃、800℃、900℃、1000℃等。
优选地，步骤6)的除重剂为树脂型；如磷改性CH-90型树脂、钠改性聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂等。
优选地，步骤6)所述除重剂加入量为重金属总含量的10～40wt％，如 10wt％、20wt％、30wt％、40wt％；所述除重反应温度为30～50℃，如30℃、 40℃、50℃等；所述碱性物质为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等中的一种或几种的组合。
优选地，步骤6)所述碱性物质为氨水。
步骤6)所得沉淀物为氢氧化铝、氢氧化铁中的一种或者两种混合；优选地，所述沉淀物为氢氧化铝。
利用氨水调节溶液的pH值，可以根据不同两性离子沉淀范围不同，控制其沉淀物组成，并不引入新杂质离子，从而控制净水剂质量标准，得到符合国标的产品。
步骤6)所述无机酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种的组合；
优选地，所述无机酸为盐酸、硫酸或者两者的组合，如盐酸、硫酸等。
步骤6)所得净水剂符合国家标准或者行业标准，如符合GB/T 22627-2022、HG/T5359-2018、HG/T 5565-2019等标准。
步骤6)所得钙盐产品能够作为产品出售，如硫酸钙用于建筑建造、氯化钙用于干燥剂等。
步骤5)焙烧产生的二氧化碳可以作为合成白炭黑的原料，氢氧化钙能够作为步骤6)的回收氨水的原料，实现了副产物综合循环利用，无废水、废固产生。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
实施例1
一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
S1：取含水量小于1wt％的干燥气化炉渣5kg，过50目筛网，得到碳含量 78.5％的精碳粉275g，余渣用球磨机进行球磨，过40目的筛网后，筛余量＜ 3％，粉磨料放入磁铁矿石磁化后，通过磁选装置筛选得到铁含量为46.3％的富铁矿石425g和低铁渣4.1kg；所述余渣破碎球磨后的粒度≤350μm；
S2：在低铁渣加入82g正癸酸和柴油混合物浮选分离后，经过干燥得到 645g精碳和3.2kg的低碳渣；
取500g上述低碳渣，加入1000g质量浓度为10％的硫酸溶液，于40℃温度下，微波活化120min后过滤，得到活化液和干燥的活化渣；
S3：在活化渣中加入浓度为10％氢氧化钠水溶液350g于80℃反应4h，碱浸分离得到315g硅酸钠水溶液和固体富硅渣，硅酸钠水溶液蒸发15wt％水后，通入体积浓度为50％的二氧化碳于60℃下进行酸化反应4h，经酸洗、抽滤、干燥后得到192.6g白炭黑产品；以二氧化硅计，硅的回收率为79.4％，固体富钙渣在700℃焙烧处理后，通入水，得到副产物氢氧化钙，焙烧产生的二氧化碳作为生产白炭黑的原料；
在上述得到的活化液中，加入0.75g磷改性CH-90型树脂在30℃反应2h 后，除去大部分重金属后，过滤得到2.5g重金属渣和滤液，室温条件下在滤液中通入氨水调节pH值为4，过滤得到氢氧化铝沉淀物和硫酸铵溶液；将氢氧化铝加入10％质量浓度的盐酸650g于80℃下聚合反应2h，得到626.1g聚合氯化铝溶液，经浓缩后得到438.27g产品；按三氧化二铝计，气化炉渣中铝的回收率为70.2％，硫酸铵溶液加入上述步骤得到的氢氧化钙后，回收氨气并得到218.6g硫酸钙，以氧化钙计，钙的回收率为75％。
实施例2
一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
S1：取含水量小于0.5wt％的干燥气化炉渣5kg，过60目筛网，得到碳含量81.4％的精碳粉225g，余渣用球磨机进行球磨，过70目的筛网后，筛余量＜3％，粉磨料放入钛磁铁矿石磁化后，通过磁选装置筛选得到铁含量为50.3％的富铁矿石500g和低铁渣4.1kg；所述余渣破碎球磨后的粒度≤200μm。
S2：在低铁渣加入164g正癸酸和柴油和六偏磷酸钠的组合后浮选分离，经过干燥得到855g精碳和3.15kg的低碳渣；
取500g上述低碳渣，加入1500g质量浓度为15％的硫酸溶液，于50℃温度下，微波活化150min后过滤，得到活化液和干燥的活化渣；
S3：在活化渣中加入浓度为15％氢氧化钠水溶液700g与70℃反应4h，碱浸分离得到610g硅酸钠水溶液和固体富硅渣，硅酸钠水溶液蒸发10wt％水后，通入体积浓度为60％的二氧化碳于70℃下进行酸化反应6h，经酸洗、抽滤、干燥后得到208.2g白炭黑产品；以二氧化硅计，硅的回收率为81.4％，固体富钙渣在800℃焙烧处理后，通入水，得到副产物氢氧化钙，焙烧产生的二氧化碳作为生产白炭黑的原料；
在上述得到的活化液中，加入1.24g磷改性CH-90型树脂在40℃反应2h 后，除去大部分重金属后，过滤得到3.2g重金属渣和滤液，室温条件下在滤液中通入氨水调节pH值为5，过滤得到氢氧化铝沉淀物和硫酸铵溶液；将氢氧化铝加入15％质量浓度的盐酸溶液610g于70℃下聚合反应2h，得到531.8g 聚合氯化铝溶液，经浓缩后得到438.27g产品；按三氧化二铝计，气化炉渣中铝的回收率为75.6％，硫酸铵溶液加入上述步骤得到的氢氧化钙后，回收氨气并得到197.4g硫酸钙，以氧化钙计，钙的回收率为75.6％。
实施例3
一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
S1：取含水量小于1wt％的干燥气化炉渣5kg，过80目筛网，得到碳含量 82.5％的精碳粉206g，余渣用球磨机进行球磨，过100目的筛网后，筛余量＜3％，粉磨料放入磁铁矿石磁化后，通过磁选装置筛选得到铁含量为49.3％的富铁矿石425g和低铁渣4.25kg；所述余渣破碎球磨后的粒度≤150μm
S2：在低铁渣加入212.5g月桂酸和仲辛醇组合浮选分离后，经过干燥得到550g精碳和3.55kg的低碳渣；
取100g上述低碳渣，加入200g质量浓度为20％的硫酸溶液，于60℃温度下，微波活化120min后过滤，得到活化液和干燥的活化渣；
S3：在活化渣中加入浓度为20％氢氧化钠水溶液80g于80℃反应6h，碱浸分离得到60.5g硅酸钠水溶液和固体富硅渣，硅酸钠水溶液蒸发20wt％水后，通入体积浓度为80％的二氧化碳于80℃下进行酸化反应3h，经酸洗、抽滤、干燥后得到36.3g白炭黑产品；以二氧化硅计，硅的回收率为78.5％，固体富钙渣在900℃焙烧处理后，通入水，得到副产物氢氧化钙，焙烧产生的二氧化碳作为生产白炭黑的原料；
在上述得到的活化液中，0.25g钠改性聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂在50℃反应3h后，除去大部分重金属后，过滤得到0.69g重金属渣和滤液，室温条件下在滤液中通入氨水调节pH值为5，过滤得到氢氧化铝沉淀物和硫酸铵溶液；将氢氧化铝加入15％质量浓度的盐酸溶液140g于75℃下聚合反应2h，得到135.2g聚合氯化铝溶液，经浓缩后得到100.5g产品；按三氧化二铝计，气化炉渣中铝的回收率为77.4％，硫酸铵溶液加入上述步骤得到的氢氧化钙后，回收氨气并得到40.1g硫酸钙，以氧化钙计，钙的回收率为80.2％。
实施例4
一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，包括以下步骤：
S1：取含水量小于1wt％的干燥气化炉渣5kg，过70目筛网，得到碳含量 73.5％的精碳粉300g，余渣用球磨机进行球磨，过70目的筛网后，筛余量＜ 3％，粉磨料放入磁性铁氧体磁化后，通过磁选装置筛选得到铁含量为48.4％的富铁矿石500g和低铁渣4.05kg；所述余渣破碎球磨后的粒度≤200μm。
S2：在低铁渣加入162g正癸酸和仲辛醇和六偏磷酸钠组合浮选分离后，经过干燥得到450g精碳和3.4kg的低碳渣；
取100g上述低碳渣，加入500g质量浓度为10％的硫酸溶液，于70℃温度下，微波活化240min后过滤，得到活化液和干燥的活化渣；
S3：在活化渣中加入浓度为15％氢氧化钠水溶液120g于70℃反应4h，碱浸分离得到100.6g硅酸钠水溶液和固体富硅渣，硅酸钠水溶液蒸发20wt％水后，通入体积浓度为60％的二氧化碳于60℃下进行酸化反应3h，经酸洗、抽滤、干燥后得到36.8g白炭黑产品；以二氧化硅计，硅的回收率为83％，固体富钙渣在1000℃焙烧处理后，通入水，得到副产物氢氧化钙，焙烧产生的二氧化碳作为生产白炭黑的原料；
在上述得到的活化液中，0.3g钠改性聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂在40℃反应1h后，除去大部分重金属后，过滤得到0.75g重金属渣和滤液，室温条件下在滤液中通入氨水调节pH值为4.5，过滤得到氢氧化铝沉淀物和硫酸铵溶液；将氢氧化铝加入12％质量浓度的盐酸溶液180g于75℃下聚合反应 2h，得到161.4g聚合氯化铝溶液，经浓缩后得到133.5g产品；按三氧化二铝计，气化炉渣中铝的回收率为81％，硫酸铵溶液加入上述步骤得到的氢氧化钙后，回收氨气并得到43.2g硫酸钙，以氧化钙计，钙的回收率为82.8％。
实施例5
将实施例1中S1步骤的筛网都替换为80目，其余与实施例1相同。得到的产品硅回收率(以二氧化硅计)为77.5％，铝回收率(以三氧化二铝计)为 69.4％，钙回收率(以氧化钙计)为75.5％。
实施例6
将实施例1中S3步骤中的氢氧化钠水溶液替换为氢氧化钾水溶液，其余与实施例1相同，得到的结果不变。
实施例7
将实施例2中S3步骤中的盐酸替换为硫酸，其余与实施例2相同，得到的结果不变。
实施例8
将实施例3中S3步骤的二氧化碳浓度替换为70％，其余与实施例3相同，得到的硅回收率(以二氧化硅计)为80.4％，其余结果不变。
实施例9
将实施例3中S3步骤中的PH值调整为4.7，得到气化炉渣的铝回收率(以三氧化二铝计)为50.4％，钙的回收率(以氧化钙计)为79.3％。
实施例10
将实施例4中S2步骤中的微波活化时间调整为200min，其余与实施例4 相同，得到气化炉渣硅回收率(以二氧化硅计)80.5％，钙回收率(以二氧化硅计)为79.4％。
可以看到，本发明公开的高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，有效提高活化效率，进而提高元素回收率，实现了主要有价元素的分级剥离和回收利用，经济和环境效益显著。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将气化炉渣进行过筛后得到精碳粉和余渣；将余渣处理后得到富铁矿石和低铁渣；
S2：将低铁渣处理后得到精碳和低碳渣；将低碳渣加入活化剂后经过微波活化、过滤后得到活化液和活化渣；
S3：将活化渣碱浸分离后，得到液体水玻璃和固体富钙渣；液体水玻璃经过酸化反应后得到白炭黑；固体富钙渣经焙烧处理后得到氢氧化钙和二氧化碳；
将活化液去除重金属后过滤，调节滤液pH值得到沉淀物和铵盐溶液，沉淀物与无机酸进行反应后得到净水剂，铵盐溶液和上述得到的氢氧化钙反应后得到氨水和钙盐产品。
2.根据权利要求1所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S1中，将气化炉渣采用数目为50～80目的筛网进行过筛，通过筛网的为精碳粉，没通过筛网的为余渣；将余渣处理后得到富铁矿石和低铁渣的步骤为：将余渣破碎球磨后加入磁种磁化，经磁选后得到富铁矿石和低铁渣；所述余渣破碎球磨后的粒度≤350μm；所述磁种为磁铁矿、钛磁铁矿和磁性铁氧体中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S2中，将低铁渣与浮选剂混合后，经过浮选后得到精碳和低碳渣；所述浮选剂为正癸酸、月桂酸、柴油、仲辛醇、六偏磷酸钠中的一种或多种；所述低铁渣和浮选剂的质量比为1：(0.02～0.05)。
4.根据权利要求1所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S2中，所述微波活化的温度为40～70℃，微波活化的的时间为120～240min；所述活化剂为浓度为10～20wt％的酸性物质；所述低碳渣与活化剂的质量比为1：(2～5)。
5.根据权利要求1所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，将活化渣经碱浸分离后，得到液体水玻璃和固体富钙渣；所述碱浸是采用氢氧化钠水溶液和氢氧化钾水溶液中的一种或两种中进行；所述酸化反应的温度为40～70℃；所述酸化反应中采用的酸化剂为体积浓度为50％～80％二氧化碳。
6.根据权利要求5所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，所述固体富钙渣经处理后得到氢氧化钙和二氧化碳的步骤为：将固体富钙渣经过焙烧、水解后得到氢氧化钙，其中，焙烧的过程中产生二氧化碳，所述二氧化碳作为酸化剂。
7.根据权利要求1所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，所述焙烧处理的温度为700～1000℃；所述将活化液和除重剂混合进行除重反应，去除重金属后过滤，得到沉淀物和铵盐溶液；所述除重剂的用量为重金属质量的10～30wt％。
8.根据权利要求7所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，所述除重反应的温度为20～50℃，所述除重剂为磷改性CH-90型树脂和聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂中的一种或两种；
S3中，将活化液过滤后，采用氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种调节滤液的pH值为4～5，得到沉淀物和铵盐溶液。
9.根据权利要求8所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，所述沉淀物为氢氧化铝和氢氧化铁中的一种或两种；所述无机酸为硫酸、盐酸中的一种或两种。
10.根据权利要求9所述的一种高钙、高铁气化炉渣元素分级提取利用与转化的方法，其特征在于，S3中，所述得到的氨水作为调节滤液pH值的原料。
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