RU2389682C2 - Способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей угольной золы - Google Patents
Способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей угольной золы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389682C2 RU2389682C2 RU2007144573A RU2007144573A RU2389682C2 RU 2389682 C2 RU2389682 C2 RU 2389682C2 RU 2007144573 A RU2007144573 A RU 2007144573A RU 2007144573 A RU2007144573 A RU 2007144573A RU 2389682 C2 RU2389682 C2 RU 2389682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fly ash
- solution
- sio
- equal
- residue
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 18
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 title claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 57
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 54
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 64
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 241000257163 Calliphora vicina Species 0.000 claims 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 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 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910002796 Si–Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/04—Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/0693—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process from waste-like raw materials, e.g. fly ash or Bayer calcination dust
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для утилизации летучей угольной золы. Si выщелачивают из летучей золы раствором NaOH с концентрацией более 40 мас.% при 70-150°С с получением Na2SiO3, отделяют раствор Na2SiO3 и остаток после выщелачивания, имеющий отношение Аl к Si, большее или равное 2. Кремнезем получают карбоксилированием отделенного раствора Na2SiO3. К остатку после выщелачивания добавляют СаО в соотношении СаО к SiO2, меньшем или равном 2, и щелочь в соотношении Na2O к Аl2O3 и Fe2O3, большем или равном 1-1,1. Взвесь обжигают при 950-1350°С с получением шлака, который растворяют в разбавленном щелочном растворе, и отделяют твердый осадок от жидкости. Полученную жидкость карбоксилируют с осаждением гидроксида алюминия, который затем обжигают до Аl2О3. Изобретение позволяет высокоэффективно утилизировать летучую золу. 1 н.п., 4 з.п. ф-лы.
Description
Область изобретения
Данное изобретение касается высокоэффективной утилизации летучей золы и, в частности, способа восстановления кремнезема и глинозема из летучей золы, более конкретно касается способа, в котором кремнезем первым восстанавливают из летучей золы, сохраняя соотношение Al к Si, большее или равное 2, затем известным способом получают металлургический глинозем, остаток которого применяют как наполнитель или для получения цемента.
Предпосылки изобретения
Большое количество летучей золы выходит из электростанций, в которых сжигают уголь, принося серьезное загрязнение и убытки сельскому хозяйству и природной экологии вокруг станций. Следовательно, данный проект по высокоэффективной утилизации летучей золы необходимо срочно воплотить.
Летучая зола также является источником минералов. Обычно она содержит приблизительно 15-40% Аl2О3 и, по большей части, более 40% SiO2, а летучая зола с высоким содержанием Al содержит даже более 40% Аl2О3 и приблизительно 50% SiO2.
Ежегодно в Китае теплоэлектростанция выбрасывает более трехсот миллионов тонн летучей золы, где сто миллионов тонн является ничем другим, как летучей золой с высоким содержанием алюминия. Если ресурсы летучей золы с высоким содержанием алюминия, которые выбрасываются, полностью восстановить, ежегодно можно вырабатывать более 30 миллионов тонн Аl2О3, что намного превышает общее производство Аl2О3 сейчас в Китае. Запасы боксита в Китае составляют только 1/10 средних мировых запасов. Следовательно, для устойчивого развития алюминиевой промышленности Китая важным является развитие и применение ресурсов летучей золы с высоким содержанием Al.
Способ восстановления Аl2О3 из летучей золы может быть разделен на кислотный способ и щелочной способ. При кислотном способе можно избежать разрушения SiO2, наряду с этим оксид Al эффективно восстанавливается из летучей золы. Но при выщелачивании Аl2О3 недостатком кислотного способа является то, что множество растворимых примесей, таких как Fe, Ti, Mg, которые содержатся в летучей золе, попадают в раствор, таким образом, необходимо добавить последующую обработку; другим недостатком является то, что для аппарата для кислотного способа нужна большая устойчивость к кислотной коррозии, таким образом довольно сложно создать реакционное оборудование. Другой недостаток кислотного способа для восстановления Аl2О3 из летучей золы включает высокое потребление энергии и необходимые затраты на защиту окружающей среды.
В 1960-х годах в Польше применялся способ прокаливания натриевой извести для восстановления Аl2О3 из летучей золы, и там был построен опытный завод, который производил десять тысяч тонн Аl2О3 и 100 тысяч тонн цемента ежегодно. В 1980-х годах институт металлургии провинции Аньхой и Хефейский институт цемента в Китае сообщили о разработке в восстановлении Аl2О3 из летучей золы прокаливанием известняка и растворением Nа2СО3 и получением цемента с остатком. Эта разработка прошла экспертизу в марте 1982. Способ восстановления Аl2О3 из летучей золы прокаливанием натриевой извести и получения цемента с остатком, который изучали в Институте строительных материалов автономного округа Нинся, исследовали Технологической группой автономного округа Нинся в сентябре 1987. Исследование проекта под названием "Индустриализация восстановления Аl2О3 и получение цемента из летучей золы", который изучался и разрабатывался высоко технологической группой Mengxi LTD., проводили в автономной области внутренней Монголии S.&Т. департамента в декабре 2004, а предварительное исследование около 5000 тонн было выполнено самой группой. Но у способа обработки летучей золы с высоким содержанием Si и Al щелочным способом обычно имеются такие недостатки, как сложность, трудоемкость, большое количество обрабатываемого материала, большие вложения в оборудование, высокое потребление энергии и высокая стоимость. Более того, количество остатка в несколько раз превышает количество остатка от летучей золы; рынок цемента, полученного из остатка, ограничен; полная экономическая эффективность и уровень комплексной утилизации являются низкими. Все эти показатели затрудняют применение щелочного способа при комплексной утилизации летучей золы.
В настоящее время 90% Аl2О3 в мире получают способом Байера. Но при способе Байера необходимо относительно более высокое соотношение Al к Si, а именно большее 7, в необогащенной руде. Для получения Аl2О3 из боксита с соотношением Al к Si, большим 3, но меньшим 7, что экономически неблагоприятно при непосредственном применении способа Байера, необходимо прокаливание добавления порошка руды со щелочью и кальцием, или комплексные способы для восстановления Аl2О3, что на 20-50$/т больше по сравнению со стоимостью при способе Байера. Отношение Al к Si в летучей золе обычно менее 1, что не соответствует условию, при котором промышленное оборудование способа Байера известного уровня техники можно применять для прямого восстановления Аl2О3.
Краткое описание изобретения
Объектом данного изобретения является обеспечение способа восстановления кремнезема и глинозема из летучей золы, где первым восстанавливают из летучей золы кремнезем, оставшееся отношение Al к Si, большее или равное 2, затем металлургический глинозем получают известным способом, а твердое вещество после выщелачивания шлака в разбавленном щелочном растворе используют для получения наполнителя или цемента.
Согласно данному изобретению детальный способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей золы включает этапы, на которых:
1) выщелачивают Si из летучей золы раствором NaOH с концентрацией более 40 мас.% при 70-150°С с получением Nа2SiO3, отделяют раствор Na2SiO3 и остаток после выщелачивания, имеющий отношение Al к Si, большее или равное 2;
2) получают кремнезем карбоксилированием отделенного раствора Na2SiO3;
3) получают Аl2О3 из остатка после выщелачивания;
4) твердое вещество после выщелачивания шлака в разбавленном щелочном растворе используют для получения наполнителя или цемента.
Детальный способ данного изобретения также включает любой из следующих этапов для предварительного активирования летучей золы:
а. обжиг летучей золы;
b. погружение летучей золы в раствор H2SO4;
с. погружение летучей золы в раствор NaOH.
Активацию летучей золы можно осуществить при помощи обжига погружением в кислоту или погружением в щелочь. Условием обжига является активация при обжиге в течение 1-1,5 часа при температуре, меньшей или равной 950°С. Для погружения летучей золы применяют раствор H2SO4 любой концентрации при нормальной температуре или при определенной температуре. С другой стороны, подходящим щелочным раствором, который применяется для погружения летучей золы, является 5-20 мас.% раствор NaOH.
Уровень техники получения Аl2О3 с осадком после выщелачивания включает способ прокаливания натриевой извести или способ прокаливания известняка, где Al(ОН)3 получают прокаливанием шлака, выщелачиванием шлака, десиликацией раствора алюмината натрия и карбоксилированием-расщеплением, а затем получают Аl2О3 обжигом при высокой температуре.
После выщелачивания Si из летучей золы к форме алюмината натрия при помощи раствора NaOH с концентрацией, большей 40 мас.%, выщелачивающий раствор разбавляют водой для облегчения отделения раствора алюмината натрия и осадка после выщелачивания.
Если получать кремнезем способом карбоксилирования из раствора алюмината натрия, полученный раствор алюмината натрия можно превратить в основание при помощи СаО или Са(ОН)2, выпаривая разбавленный раствор NaOH, полученный для достижения концентрации, которая необходима для выщелачивания при повторном применении.
Способ по данному изобретению делает прорыв в традиционной теории восстановления и десиликации из материала с высоким содержанием Si-Al, предлагается новый способ получения Аl2О3 с использованием ресурсов с высоким содержанием Si-Al, например, летучей золы с высоким содержанием Al, при котором кремнезем восстанавливают до восстановления Аl2О3. По сравнению с известным уровнем техники у данного изобретения имеются следующие преимущества.
1. Известный уровень техники в области обработки летучей золы касается только восстановления Аl2О3 из летучей золы с полным использованием остатка для получения цемента и с низкой скоростью восстановления Аl2О3 и низкой дополнительной стоимостью продукции. В отличие от этого данное изобретение восстанавливает Si из летучей золы для получения раствора Nа2SiO3 и кремнезема, который широко применяется, что существенно поднимает добавочную стоимость продукции и расширяет промышленный ассортимент ресурсов, содержащих Si. Эффективное восстановление сначала Si из летучей золы обуславливает увеличение соотношения Al к Si осадка после выщелачивания, благодаря чему добиваются низкой стоимости материала для получения Аl2О3, что повышает ценность применения летучей золы.
2. Остаток, образованный после получения Аl2О3, можно применять для получения либо наполнителя, либо цемента.
3. Все жидкие фазы способа по данному изобретению могут эффективно использоваться повторно, и ни остаток, ни вредный газ не выбрасываются во время процесса.
4. Способ по данному изобретению является простым, с низкими затратами, низкой стоимостью и высокой добавочной стоимостью, в котором полностью используются основные элементы летучей золы. Он является эффективным промышленным способом для утилизации ресурсов летучей золы.
Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления
Пример 1
После обжига 100 кг летучей золы со средним диаметром частицы меньшим или равным 30 мкм и содержанием Аl2О3, большим или равным 40%, при температуре ниже 400°С поместили в реакционную емкость, добавили туда 150 л 80% раствора NaOH и погрузили на 1 час при 115-125°С с перемешиванием, затем разбавили 200 л воды или разбавленного щелочного раствора для получения 310 л раствора Na2SiO3 со 118 г/л SiO2 и 65 кг остатка после выщелачивания с отношением Al к Si приблизительно 3,25.
После разбавления раствора от 118 г/л до 60 г/л раствор Na2SiO3 вылили в емкость для карбоксилирования. Ее наполнили газом СО2, затем карбоксилировали при перемешивании при 70-85°С до рН, равного 9. Затем карбоксилирование остановили с последующей фильтрацией и отделением для получения приблизительно 35 кг кремнезема, который содержит более 98,5% SiO2.
Карбоксилированный отфильтрованный раствор смешали с СаО. После подщелачивания при 75°С выпаривали его до концентрации, необходимой для выщелачивания золы. Затем его вернули обратно на этапы выщелачивания для повторного использования.
Добавлением Са с отношением СаО к SiO2, меньшим или равным 2, и добавлением щелочи с отношением Nа2О к Аl2О3 и Fе2О3, большим или равным 1:1,1, к десилицированному остатку после выщелачивания получили взвесь. Ее обожгли при 950-1350°С для получения шлака. Шлак растворили и погрузили в разбавленный щелочной раствор, затем отделили твердое вещество от жидкости. Десилицированный раствор поместили в емкость для карбоксилирования, затем заполнили газом СО2 для проведения карбонизированного осаждения, чтобы осадить Al(ОН)3. Его отфильтровали и отделили при рН равном 8 раствора для получения 34 кг Al(ОН)3.
После очистки Al(ОН)3 можно обжечь до Аl2О3.
Осадок после восстановления Al можно применять для получения наполнителя с отличным показателем приемлемой технической обработкой, или можно применять для получения цемента подходящей обработкой.
Пример 2
100 кг летучей золы, которую подвергли обжигу при 200°С, со средним радиусом частицы меньшим или равным 30 мкм и с содержанием Аl2О3, большим или равным 41%, поместили в реакционную емкость, затем добавили 160 л 70% раствора NaOH и кипятили погруженную золу в течение 2 ч при 120°С с перемешиванием, затем разбавили 200 л воды или разбавленным щелочным раствором для получения 300 л раствора Nа2SiO3, содержащего 113 г/л SiO2 и 66 кг осадка после выщелачивания с отношением Аl к Si, большим или равным 3.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Пример 3
100 кг летучей золы с радиусом частицы меньшим или равным 50 мкм подвергли обжигу при 850°С, затем поместили в емкость для выщелачивания после удаления С. Затем туда добавили 220 л 60% раствора NaOH, погрузили на 2,5 ч при 125°С с перемешиванием, а затем разбавили 200 л разбавленного щелочного раствора, что дало 350 л раствора Nа2SiO3, содержащего 110 г/л SiO2 и приблизительно 65 кг остатка после выщелачивания с отношением Al к Si, большим 4, что получено одновременно.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Пример 4
100 кг увлажненной летучей золы, выпущенной электростанцией, поместили в шаровую мельницу и измельчили до частиц радиусом, меньшим или равным 30 мкм. Измерили содержание воды в золе. Затем приготовили 70 мас.% раствор NaOH, погрузили летучую золу на 2 ч при 120-130°С с перемешиванием, а затем разбавили 200 л разбавленного щелочного раствора. Получили 310 л раствора Nа2SiO3, содержащего 103 г/л SiO2 и приблизительно 66 кг остатка после выщелачивания с отношением Al к Si, большим или равным 3.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Пример 5
1 т летучей золы измельчили и удалили железо магнитным отделением. Затем ее погрузили в 10% раствор H2SO4 на 240 ч при нормальной температуре, после удаления фильтрацией раствора, в который погружали, остаток очистили до значения рН, равного 5, что дало активированную летучую золу.
Активированную летучую золу поместили в реакционную емкость, в которую затем добавили 1,6 т 75% раствора NaOH, а затем кипятили погруженную золу в течение 2 ч при 100°С с перемешиванием, потом разбавили добавлением 2,5 т воды. Отфильтрованный раствор поместили в емкость для карбоксилирования, которую затем наполнили газом СО2. Карбоксилирование при перемешивании проводили при 80°С, пока значение рН не стало равным 9. После окончания карбоксилирования провели фильтрование и отделение, что дало 420 кг кремнезема. Измерение доказало, что чистота составила 98,7%.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Пример 6
1 т летучей золы измельчили и удалили железо магнитным отделением. Затем ее погрузили в 18% раствор NaOH на 150 ч при нормальной температуре. После фильтрования и отделения раствора получили активированную летучую золу.
Активированную летучую золу поместили в реакционную емкость, в которую затем добавили 2 т 65% раствора NaOH, и затем кипятили погруженную золу в течение 3 ч при 110°С с перемешиванием, потом разбавили 2,5 т воды. Емкость для карбоксилирования наполнили отфильтрованным раствором и газом СО2. Карбоксилирование при перемешивании проводили при 80°С, пока значение рН не стало равным 9. После окончания карбоксилирования провели фильтрование и отделение, что дало 400 кг кремнезема. Измерение показало, что чистота составляет 98,5%.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Пример 7
1 т летучей золы измельчили и удалили железо магнитным отделением. Затем ее погрузили в 30% раствор H2SO4 на 480 ч при нормальной температуре, после удаления фильтрацией раствора, в который погружали, рН остатка довели до рН, равного 5, что дало активированную летучую золу.
Активированную летучую золу поместили в реакционную емкость, добавили 1,6 т 75% раствора NaOH, затем кипятили погруженную золу в течение 3 ч при 105°С с перемешиванием, потом разбавили 2,5 т воды. Емкость для карбоксилирования наполнили отфильтрованным раствором и газом СО2. Карбоксилирование при перемешивании проводили при 80°С, пока значение рН не стало равным 9. После окончания карбоксилирования провели фильтрование и отделение, что дало 400 кг кремнезема. Измерение доказало, что чистота составляет 98,7%.
Дополнительная обработка раствора карбоната натрия и остатка после выщелачивания была такой же, как и в примере 1.
Применимость изобретения
Легко понять из вышеописанного, что применимость данного изобретения не вызывает сомнения. С преимуществами простоты, низких затрат, низкой стоимости и высокой добавочной стоимости оно успешно применяется для многократной утилизации ресурсов летучей золы.
Claims (5)
1. Способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей угольной золы, включающий обработку летучей золы щелочью, причем способ включает этапы, на которых
1) выщелачивают Si из летучей золы раствором NaOH с концентрацией более 40 мас.% при 70-150°С с получением Na2SiO3, отделяют раствор Na2SiO3 и остаток после выщелачивания, имеющий отношение Аl к Si, большее или равное 2;
2) получают кремнезем карбоксилированием отделенного раствора Na2SiO3;
3) получают Аl2O3 из остатка после выщелачивания, для чего добавляют к нему СаО в соотношении СаО к SiO2, меньшем или равном 2, и щелочь в соотношении Na2O к Аl2О3 и Fе2О3, большем или равном 1-1,1, обжигают взвесь при 950-1350°С с получением шлака, растворяют образовавшийся шлак в разбавленном щелочном растворе, отделяют твердый осадок от жидкости и карбоксилируют эту жидкость с осаждением гидроксида алюминия, который затем обжигают до Аl2O3.
1) выщелачивают Si из летучей золы раствором NaOH с концентрацией более 40 мас.% при 70-150°С с получением Na2SiO3, отделяют раствор Na2SiO3 и остаток после выщелачивания, имеющий отношение Аl к Si, большее или равное 2;
2) получают кремнезем карбоксилированием отделенного раствора Na2SiO3;
3) получают Аl2O3 из остатка после выщелачивания, для чего добавляют к нему СаО в соотношении СаО к SiO2, меньшем или равном 2, и щелочь в соотношении Na2O к Аl2О3 и Fе2О3, большем или равном 1-1,1, обжигают взвесь при 950-1350°С с получением шлака, растворяют образовавшийся шлак в разбавленном щелочном растворе, отделяют твердый осадок от жидкости и карбоксилируют эту жидкость с осаждением гидроксида алюминия, который затем обжигают до Аl2O3.
2. Способ по п.1, где летучую золу предварительно активируют любым из следующих этапов, на которых
a. обжигают летучую золу;
b. погружают летучую золу в раствор Н2SO4;
c. погружают летучую золу в раствор NaOH.
a. обжигают летучую золу;
b. погружают летучую золу в раствор Н2SO4;
c. погружают летучую золу в раствор NaOH.
3. Способ по п.1 или 2, который дополнительно включает этап, на котором твердое вещество после растворения шлака в разбавленном щелочном растворе используют для получения наполнителя или цемента.
4. Способ по п.2, где указанный обжиг-активацию выполняют при температуре, меньшей или равной 950°С.
5. Способ по п.2, где указанный раствор NaOH является 5-20 мас.% раствором NaOH.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200710061662XA CN100491247C (zh) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | 一种利用粉煤灰生产二氧化硅和氧化铝的方法 |
| CN200710061662.X | 2007-04-03 | ||
| CN200710062534.7 | 2007-08-07 | ||
| CN2007100625347A CN101125656B (zh) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | 一种从粉煤灰中先提硅后提铝的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007144573A RU2007144573A (ru) | 2009-07-27 |
| RU2389682C2 true RU2389682C2 (ru) | 2010-05-20 |
Family
ID=39807785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144573A RU2389682C2 (ru) | 2007-04-03 | 2007-08-16 | Способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей угольной золы |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7871583B2 (ru) |
| JP (1) | JP4332591B2 (ru) |
| KR (1) | KR100947407B1 (ru) |
| RU (1) | RU2389682C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008119212A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106277001A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 青川天隆新材料开发有限责任公司 | 一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101811712A (zh) * | 2010-04-27 | 2010-08-25 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用流化床粉煤灰制备冶金级氧化铝的方法 |
| CN101844770A (zh) * | 2010-04-27 | 2010-09-29 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用粉煤灰提铝残渣制备白炭黑的方法 |
| GB2495749B (en) * | 2011-10-20 | 2015-11-04 | Rocktron Mineral Services Ltd | Beneficiation of fly ash |
| CN102515186B (zh) * | 2011-12-12 | 2014-05-07 | 昆明理工大学 | 一种回收硅的方法 |
| CN102557091A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-07-11 | 西安航天科技工业公司 | 粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法 |
| DE102012001945A1 (de) | 2012-02-02 | 2013-08-08 | Bernd Kunze | Verfahren zur Verarbeitung aluminiumhaltiger Rohstoffe |
| KR101443836B1 (ko) | 2012-04-17 | 2014-09-30 | 송병옥 | 카올린(큐랙스)에서 알루미나와 실리카를 분리하는 장치 및 방법 |
| AU2012395691B2 (en) | 2012-11-27 | 2016-05-26 | China Energy Investment Corporation Limited | Method for preparing solid amine gas adsorption material |
| CN103058238B (zh) * | 2013-01-23 | 2016-02-10 | 内蒙古联合工业有限公司 | 一种从粉煤灰中提取氧化铝的工艺 |
| CN103183517A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-07-03 | 朔州市朔湘陶瓷有限公司 | 一种粉煤灰轻质高温莫来石耐火砖 |
| CN103360033A (zh) * | 2013-03-22 | 2013-10-23 | 朔州市朔湘陶瓷有限公司 | 一种粉煤灰聚轻轻质砖 |
| CN103332711B (zh) * | 2013-05-17 | 2015-05-20 | 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 | 高铝粉煤灰的深度脱硅方法 |
| CN103420386A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-12-04 | 山西大学 | 一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法 |
| CN103555977B (zh) * | 2013-11-13 | 2015-08-19 | 内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司 | 一种利用高铝粉煤灰生产硅铝合金的方法 |
| CN103803564B (zh) * | 2013-12-13 | 2016-03-23 | 中国神华能源股份有限公司 | 以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉 |
| CN103882252A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-06-25 | 卢海泉 | 一种粉煤灰免烧硅铝合金块的制备方法 |
| CN104258804B (zh) * | 2014-09-10 | 2016-05-25 | 陕西科技大学 | 一种煤矸石的综合利用方法 |
| CN104445314B (zh) * | 2014-10-30 | 2015-12-09 | 北京矿冶研究总院 | 一种从煤矸石或高岭石矿物中酸碱联合提取氧化铝的方法 |
| CN104402007A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-11 | 新沂市天悦石英有限公司 | 一种从粉煤灰提铝渣中提取二氧化硅的工艺 |
| WO2016089813A1 (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | Aramco Services Company | A fracturing fluid for subterranean formations |
| RU2605987C1 (ru) * | 2015-07-20 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский инновационный центр" | Способ комплексной переработки золы от сжигания углей |
| CN105692668B (zh) * | 2016-03-21 | 2017-10-31 | 南阳东方应用化工研究所 | 一种煤矸石、粉煤灰制备高分子比冰晶石的方法 |
| CN109384236A (zh) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 抚顺市盛达工业产品综合利用有限公司 | 煤矸石或油母页岩渣生产硅方法 |
| AU2018406693B2 (en) * | 2018-02-02 | 2023-12-07 | Tianqi Lithium Kwinana Pty Ltd | A process for extracting values from lithium slag |
| EP3656881B1 (en) * | 2018-11-26 | 2023-06-14 | Alunorte -Alumina do Norte do Brasil S.A. | Process and system for producing alumina from bauxite ore |
| US11479472B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-10-25 | Elixsys, Inc. | Systems and methods to recover value-added materials from gypsum |
| US11066723B2 (en) | 2019-01-24 | 2021-07-20 | Elixsys, Inc. | Systems and methods to chemically treat metal-bearing waste streams to recover value-added materials |
| CN109706324B (zh) * | 2019-03-14 | 2022-06-14 | 云南方圆矿产资源再生综合利用研究院有限公司 | 一种以煤矸石为原料分离提纯钛的方法 |
| CN111423221B (zh) * | 2020-03-16 | 2022-10-21 | 宝武装备智能科技有限公司 | 用于转底炉工作层的浇注料及其制备方法 |
| CN111517344A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-11 | 中能化江苏地质矿产设计研究院有限公司 | 一种在煤灰中提取铝的方法 |
| CN113061733A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-02 | 大连理工大学 | 粉煤灰烧结活化-酸浸法制备富铝浸出液的方法 |
| CN113104874B (zh) * | 2021-03-31 | 2023-06-06 | 河南科技大学 | 一种高铝煤矸石的全回收利用方法 |
| CN113264717B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-03-21 | 东北大学 | 大掺量固废基碱激发泡沫混凝土及其制备方法 |
| CN113694897B (zh) * | 2021-08-27 | 2023-12-26 | 陕西科技大学 | 一种粉煤灰基层状吸附材料及制备方法和应用 |
| CN114014329B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-08-29 | 黑龙江省能源环境研究院 | 一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法 |
| CN114229855B (zh) * | 2022-01-04 | 2023-03-17 | 大连理工大学 | 一种利用氧化硼循环分相从粉煤灰中提取介孔二氧化硅的方法 |
| CN115196640B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-05-12 | 太原理工大学 | 一种煤矸石基介孔氧化硅材料及其制备方法 |
| CN115180626B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-05-16 | 太原理工大学 | 一种高水热稳定介孔氧化硅材料及其制备方法 |
| CN115196659B (zh) * | 2022-07-21 | 2023-12-05 | 四川顺应动力电池材料有限公司 | 煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗系统以及工业级氧化铝的制备方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4130627A (en) * | 1977-06-20 | 1978-12-19 | Russ James J | Process for recovering mineral values from fly ash |
| JPS63310716A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-19 | Nippon Steel Corp | フライアッシュの処理方法 |
| JPH02111607A (ja) * | 1988-10-21 | 1990-04-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 鉱物の処理方法 |
| JP2916172B2 (ja) * | 1989-08-31 | 1999-07-05 | 財団法人石炭利用総合センター | 無機質紛末からの有価成分回収法 |
| IL116409A (en) * | 1995-12-15 | 1999-11-30 | Mashal Alumina Ind Ltd | Process for the recovery of alumina and silica |
| JPH10114513A (ja) * | 1996-10-07 | 1998-05-06 | Sekisui Chem Co Ltd | 無機質粉体及び硬化性無機質組成物 |
| AUPO376296A0 (en) * | 1996-11-20 | 1996-12-12 | Comalco Aluminium Limited | Removal of silica from bauxite |
| JPH11104591A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Kubota Corp | 焼却灰からの有価物回収方法 |
| JP2000178663A (ja) * | 1998-12-09 | 2000-06-27 | Showa Alum Corp | アルミニウムドロスの処理方法 |
| JP2001039710A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-13 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 石炭灰からのアルミニウム系薬品及びシリカ系薬品の製造方法 |
| JP4349711B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2009-10-21 | 昭和電工株式会社 | ボーキサイトの処理方法 |
| JP2004533387A (ja) * | 2000-12-31 | 2004-11-04 | エイティーアイ−アルミナム テクノロジーズ イスラエル リミテッド | 鉱石からのアルミニウム化合物およびシリカの製造 |
| JP4108974B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2008-06-25 | 昭和電工株式会社 | 水酸化アルミニウムの製造方法 |
| CN100457628C (zh) * | 2006-06-02 | 2009-02-04 | 李禹� | 粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法 |
| CN100410174C (zh) * | 2006-08-29 | 2008-08-13 | 神华准格尔能源有限责任公司 | 一种制备氧化铝的方法 |
| CN100491247C (zh) * | 2007-04-03 | 2009-05-27 | 平朔煤炭工业公司 | 一种利用粉煤灰生产二氧化硅和氧化铝的方法 |
-
2007
- 2007-08-16 KR KR20077029621A patent/KR100947407B1/ko active IP Right Grant
- 2007-08-16 JP JP2008556641A patent/JP4332591B2/ja active Active
- 2007-08-16 WO PCT/CN2007/002475 patent/WO2008119212A1/zh active Application Filing
- 2007-08-16 RU RU2007144573A patent/RU2389682C2/ru active
- 2007-08-16 US US11/995,912 patent/US7871583B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106277001A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 青川天隆新材料开发有限责任公司 | 一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100119426A1 (en) | 2010-05-13 |
| RU2007144573A (ru) | 2009-07-27 |
| JP2009519829A (ja) | 2009-05-21 |
| KR20080094547A (ko) | 2008-10-23 |
| US7871583B2 (en) | 2011-01-18 |
| WO2008119212A1 (fr) | 2008-10-09 |
| KR100947407B1 (ko) | 2010-03-12 |
| JP4332591B2 (ja) | 2009-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2389682C2 (ru) | Способ восстановления кремнезема и глинозема из летучей угольной золы | |
| CN104495899B (zh) | 一种电石渣与粉煤灰协同资源化利用的方法 | |
| RU2644169C1 (ru) | Способ рекуперации щелочи и алюминия во время обработки получаемого в процессе байера красного шлама с применением технологии известкования и карбонизации | |
| CN107475537A (zh) | 从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐的方法 | |
| CN104445311B (zh) | 高含量二氧化硅质粉煤灰多联产洁净制备方法 | |
| CN102897810B (zh) | 一种利用粉煤灰生产氧化铝的方法 | |
| 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 | |
| Zhaobo et al. | Selectively recovering scandium from high alkali Bayer red mud without impurities of iron, titanium and gallium | |
| WO2018233689A1 (zh) | 钙铁榴石一步碱热法处理拜耳法赤泥生产冶金级氧化铝的方法 | |
| Wang et al. | Extraction of alumina from fly ash by ammonium hydrogen sulfate roasting technology | |
| WO2018233690A1 (zh) | 钙铁榴石一步碱热法处理拜耳法赤泥生产铝酸钠的方法 | |
| WO2013143335A1 (zh) | 碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法 | |
| WO2018233688A1 (zh) | 钙铁榴石一步碱热法处理中低品位铝土矿生产氢氧化铝的方法 | |
| CN106006688A (zh) | 一种钙化-碳化一步法处理拜耳法赤泥的方法 | |
| CN106145164B (zh) | 从锂云母中制备碳酸锂的方法 | |
| CN107697935B (zh) | 粉煤灰一步预处理还原焙烧酸碱联合提取氧化铝的方法 | |
| CN104071954A (zh) | 一种碱法处理高铁赤泥深度脱碱与铁富集的方法 | |
| CN108285163A (zh) | 一种脱硅粉煤灰的制备方法和应用 | |
| CN105668597B (zh) | 粉煤灰酸碱联合提取铝基产品和硅基产品的方法 | |
| CN108950212B (zh) | 一种赤泥中综合回收钠、铝、铁的方法 | |
| CN113697834B (zh) | 提钛渣制备弗里德尔盐的方法和弗里德尔盐 | |
| TWI374117B (en) | Process for recovery of silica followed by alumina from coal fly ash | |
| CN111218571B (zh) | 钒渣碱石灰焙烧预脱硅磷的方法 | |
| CN112897560A (zh) | 一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法 | |
| CN106517279B (zh) | 粉煤灰硫酸铵焙烧熟料还原分解提取氧化铝的方法 |