RU2605987C1 - Method for complex processing of ash from burning coal - Google Patents
Method for complex processing of ash from burning coal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605987C1 RU2605987C1 RU2015129883A RU2015129883A RU2605987C1 RU 2605987 C1 RU2605987 C1 RU 2605987C1 RU 2015129883 A RU2015129883 A RU 2015129883A RU 2015129883 A RU2015129883 A RU 2015129883A RU 2605987 C1 RU2605987 C1 RU 2605987C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- ash
- silica
- sintering
- silicate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 title description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 47
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 14
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 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 claims abstract description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 7
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 14
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 6
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 4
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 101100117236 Drosophila melanogaster speck gene Proteins 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
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
- B09B3/80—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving an extraction step
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комплексной переработке зол от сжигания углей и может быть использовано для получения глинозема и кремнезема из различного алюмосиликатного сырья.The invention relates to the integrated processing of ashes from burning coal and can be used to obtain alumina and silica from various aluminosilicate raw materials.
В результате сжигания угля на теплоэлектростанциях образуются золошлаковые отходы (ЗШО). Выход золы составляет 5-20% от массы исходного угля, а объем вырабатываемой во всем мире золы оценивается в 750 млн тонн в год и продолжает увеличиваться. В России по разным оценкам в золоотвалах накоплено от 1,5 до 1,8 млрд тонн ЗШО.As a result of burning coal at thermal power plants, ash and slag waste (ASW) is generated. The ash yield is 5-20% of the mass of the source coal, and the volume of ash produced worldwide is estimated at 750 million tons per year and continues to increase. In Russia, according to various estimates, from 1.5 to 1.8 billion tons of ash and slag accumulated in ash dumps.
Между тем, ЗШО содержит большое количество ценных компонентов, а их переработка может быть экономически и экологически выгодной альтернативой складированию на золоотвалах.Meanwhile, ASW contains a large number of valuable components, and their processing can be an economically and environmentally friendly alternative to storage at ash dumps.
Способы переработки золы с целью извлечения ценных компонентов в зависимости от среды выщелачивания могут быть разделены на две группы: кислотные и щелочные.Methods of processing ash in order to extract valuable components depending on the leaching medium can be divided into two groups: acid and alkaline.
К кислотным способам относятся выщелачивание золы сильными минеральными кислотами при высоких температурах и спекание с концентрированной кислотой, а также их комбинации [1]. Недостатком всех кислотных методов является низкая степень извлечения глинозема в раствор, необходимость использования дорогостоящей кислотостойкой аппаратуры, летучесть большинства кислот, извлечение в раствор помимо глинозема большинства примесей, отсутствие комплексности использования сырья.Acid methods include leaching of ash with strong mineral acids at high temperatures and sintering with concentrated acid, as well as their combination [1]. The disadvantage of all acid methods is the low degree of extraction of alumina into the solution, the need to use expensive acid-resistant equipment, the volatility of most acids, the extraction of the majority of impurities in addition to alumina in the solution, and the lack of complexity of using raw materials.
К щелочным методам относятся: спекание с солями щелочных и щелочноземельных металлов [2], щелочное выщелачивание при атмосферном давлении [3] и в автоклавах [4].Alkaline methods include: sintering with salts of alkali and alkaline earth metals [2], alkaline leaching at atmospheric pressure [3] and in autoclaves [4].
Известен способ переработки золы от сжигания углей [5] с получением глинозема и кремнезема, включающий предварительное обескремнивание золы в щелочном растворе с концентрацией более 40% при температуре 70-150°С, спекание твердого остатка с известью и содой при 950-1350°С, выщелачивание спека в слабощелочном растворе с последующим получением глинозема из раствора и цемента из нерастворимого остатка. Способ имеет следующие недостатки: высокие энергетические затраты на спекание шихты при температурах выше 1000°С, низкое извлечение глинозема, перевод в аморфный кремнезем не более 60% содержащегося в сырье SiO2.A known method of processing ash from burning coal [5] to obtain alumina and silica, including preliminary desiliconization of ash in an alkaline solution with a concentration of more than 40% at a temperature of 70-150 ° C, sintering of the solid residue with lime and soda at 950-1350 ° C, leaching of cake in a slightly alkaline solution, followed by obtaining alumina from the solution and cement from an insoluble residue. The method has the following disadvantages: high energy costs for sintering the mixture at temperatures above 1000 ° C, low alumina recovery, transfer to amorphous silica of not more than 60% of SiO 2 contained in the raw material.
Применение извести в качестве реагента для обработки зол и алюминийсодержащего сырья предлагалось также в патентах [6-8], однако оказывалось, что процесс спекания необходимо проводить при высоких температурах, что требовало повышенных энергетических затрат.The use of lime as a reagent for processing ashes and aluminum-containing raw materials was also proposed in patents [6–8], however, it turned out that the sintering process must be carried out at high temperatures, which required increased energy costs.
Наиболее близким по технической сущности является описание патента [9], которое выбрано в качестве прототипа. Способ переработки алюминийсодержащих зол от сжигания ископаемых углей по прототипу включает шихтовку золы с дополнительными реагентами, спекание, выщелачивание спека, разделение фаз, обескремнивание раствора, выделение алюминия из раствора. В качестве дополнительных реагентов используют известняк и соду.The closest in technical essence is the description of the patent [9], which is selected as a prototype. A method for processing aluminum-containing ashes from burning fossil fuels according to the prototype includes the blending of ash with additional reagents, sintering, leaching of cake, separation of phases, desiliconization of the solution, the separation of aluminum from the solution. As additional reagents, limestone and soda are used.
Способом по прототипу вводится магнитная сепарация с получением слабомагнитной фракции золы, содержащей 3-6% Fe2O3, и сильномагнитной фракции, содержащей >40% Fe2O3; в сырьевую смесь (золы, известняка и соды) вводится ископаемый уголь с доведением его концентрации с учетом невыгоревшего угля до >8% от массы золы, или >2,3% в сырьевой смеси.The prototype method introduces magnetic separation to obtain a weakly magnetic fraction of ash containing 3-6% Fe 2 O 3 and a strongly magnetic fraction containing> 40% Fe 2 O 3 ; Fossil coal is introduced into the raw material mixture (ash, limestone, and soda) to bring its concentration, taking into account unburned coal, to> 8% by weight of ash, or> 2.3% in the raw mixture.
Слабомагнитная фракция золы (Fe2O3 3-6%), получаемая после магнитной сепарации, шихтуется с известняком и содой, шихта гранулируется (или окомковывается или брикетируется) с добавкой или без добавки ископаемого угля и воды. Шихту спекают при 1180-1250°С в течение 0,5-1,0 ч. Спек охлаждается, измельчается и выщелачивается раствором соды. Пульпа фильтруется. Раствор направляется на получение коагулянтов и глинозема, а серый шлам с добавкой сильномагнитной фракции золы, исходной золы и известняка спекается на портландцементный клинкер.The low-magnetic fraction of ash (Fe 2 O 3 3-6%) obtained after magnetic separation is blended with limestone and soda, the mixture is granulated (or pelletized or briquetted) with or without the addition of fossil coal and water. The mixture is sintered at 1180-1250 ° C for 0.5-1.0 hours. The cake is cooled, crushed and leached with a soda solution. The pulp is filtered. The solution is sent to obtain coagulants and alumina, and gray sludge with the addition of a highly magnetic fraction of ash, source ash and limestone is sintered to Portland cement clinker.
Недостатком известного способа является высокая температура проведения процесса спекания и необходимость затрат энергии на выполнение операции магнитной сепарации.The disadvantage of this method is the high temperature of the sintering process and the need for energy costs for the operation of magnetic separation.
Технической задачей изобретения является повышение извлечения оксида алюминия в раствор и снижение затрат энергии на выполнение операций магнитной сепарации и спекания.An object of the invention is to increase the extraction of alumina in solution and reduce energy costs for the operations of magnetic separation and sintering.
Предлагаемый способ переработки алюминийсодержащих зол от сжигания ископаемых углей включает шихтовку золы с дополнительными реагентами, спекание, выщелачивание спека, разделение фаз, обескремнивание раствора, выделение алюминия из раствора. Он отличается тем, что в качестве дополнительных реагентов используют каустическую щелочь, перед выщелачиванием спека его отмывают водой с переводом избыточной щелочи и силиката натрия в первый силикатный раствор, отмытый спек выщелачивают серной кислотой, полученную пульпу разделяют фильтрацией, раствор обескремнивают путем добавки в раствор гидроалюмосиликата натрия до полного выделения из него кремнезема с получением раствора сульфата алюминия и кремнеземсодержащего остатка, который растворяют в щелочном растворе и полученный второй силикатный раствор вместе с первым силикатным раствором, смешивают и направляют на получение белой сажи карбонизацией.The proposed method for processing aluminum-containing ashes from burning fossil fuels includes the blending of ash with additional reagents, sintering, sinter leaching, phase separation, desiliconization of the solution, the separation of aluminum from the solution. It is characterized in that caustic alkali is used as additional reagents, before leaching, the cake is washed with water with the transfer of excess alkali and sodium silicate to the first silicate solution, the washed cake is leached with sulfuric acid, the resulting pulp is separated by filtration, the solution is desalted by adding sodium hydroaluminosilicate to the solution until complete separation of silica from it to obtain a solution of aluminum sulfate and a silica-containing residue, which is dissolved in an alkaline solution and obtained in The second silicate solution, together with the first silicate solution, is mixed and sent to carbon black for carbon black production.
Применение каустической щелочи вместо известняка и соды позволяет снизить температуру реакции спекания шихты с 1180-1250°С до 150-200°С. Это позволяет сэкономить энергию на проведение процесса, применить более дешевые футеровочные материалы, т.е. удешевить производство в целом. Если по прототипу для небольшого снижения температуры спекания предлагалось применить операцию отмагничивания, то в предлагаемом решении эту операцию можно не проводить, что дополнительно экономит ресурсы. Переход к таким режимам доказан экспериментально в опытах, выполненных заявителем, что будет показано ниже.The use of caustic alkali instead of limestone and soda can reduce the temperature of the sintering reaction of the mixture from 1180-1250 ° C to 150-200 ° C. This allows you to save energy on the process, apply cheaper lining materials, i.e. reduce the cost of production in general. If according to the prototype it was proposed to use the magnetization operation to slightly reduce the sintering temperature, then in the proposed solution this operation can be omitted, which additionally saves resources. The transition to such regimes is proved experimentally in experiments performed by the applicant, which will be shown below.
В предлагаемом способе операцию спекания предложено проводить при температуре 150-200°С. При меньших значениях температуры снижается извлечение оксида алюминия, а при больших температурах эффект повышения извлечения оксида алюминия становится слишком малым.In the proposed method, the sintering operation is proposed to be carried out at a temperature of 150-200 ° C. At lower temperatures, the extraction of alumina is reduced, and at higher temperatures, the effect of increasing the extraction of alumina becomes too small.
Предложено также операцию обескремнивания раствора после выщелачивания спека серной кислотой проводить путем добавки в раствор гидроалюмосиликата натрия до полного выделения из него кремнезема. После чего пульпу разделяют на кремнеземсодержащий остаток и раствор сульфата алюминия фильтрацией, который отправляется на получение глинозема известными методами. Кремнеземсодержащий остаток после отмывки от солей алюминия выщелачивают раствором каустической щелочи. Полученный силикатный раствор подвергают карбонизации с выделением белой сажи, которую после промывки отправляют на сушку при 200-250°С.It is also proposed that the solution be de-siliconized after leaching of the cake with sulfuric acid by adding sodium hydroaluminosilicate to the solution until silica is completely separated from it. Then the pulp is separated into a silica-containing residue and a solution of aluminum sulfate by filtration, which is sent to obtain alumina by known methods. The silica-containing residue after washing from aluminum salts is leached with a solution of caustic alkali. The resulting silicate solution is subjected to carbonization with the release of white soot, which after washing is sent for drying at 200-250 ° C.
Пример 1 (по прототипу). В лабораторных условиях подвергали переработке 100 г золы уноса от сжигания углей на Рефтинской ГРЭС следующего химического состава (мас.%): Na20 - 0,75; Fe203 - 4,85; Al2O3 - 23,4; SiO2 - 65,0; CaO - 1,85; TiO2 - 1,17. Расход известняка на спекание с золой составлял 100% на образование 2CaO⋅SiO2 и 2CaO⋅Fe2O3, расход кальцинированной соды 110% на образование NaAlO2. Время спекания при максимальной температуре в 1200°С 1 ч, время выщелачивания спека в 5% растворе кальцинированной соды 0,5 ч, температура 60°С, крупность помола спека 1,0 мм. Соотношение при выщелачивании спек:раствор соды=1:2. Твердый остаток от выщелачивания (серый шлам) в количестве 180 г, состоящий из двухкальциевого силиката и двухкальциевого феррита, отделяли фильтрацией и отправляли на получение цемента. Из раствора после обескремнивания выделяли способом карбонизации гидроксид алюминия. Извлечение глинозема из золы от сжигания углей составило 90,4%.Example 1 (prototype). In laboratory conditions, 100 g of fly ash from coal burning was processed at Reftinskaya TPP with the following chemical composition (wt.%): Na 2 0 - 0.75; Fe 2 0 3 - 4.85; Al 2 O 3 - 23.4; SiO 2 - 65.0; CaO - 1.85; TiO 2 1.17. The limestone consumption for sintering with ash was 100% for the formation of 2CaO⋅SiO 2 and 2CaO⋅Fe 2 O 3 , the consumption of soda ash 110% for the formation of NaAlO 2 . Sintering time at a maximum temperature of 1200 ° C for 1 h, sinter leaching time in a 5% soda ash solution for 0.5 h, temperature 60 ° C, grinding cake size 1.0 mm. The ratio for leaching speck: soda solution = 1: 2. The solid leach residue (gray sludge) in an amount of 180 g, consisting of dicalcium silicate and dicalcium ferrite, was separated by filtration and sent to receive cement. After desiliconization, aluminum hydroxide was isolated from the solution by the carbonization method. Extraction of alumina from ash from coal combustion amounted to 90.4%.
Пример 2 (по предлагаемому способу). В лабораторных условиях подвергали переработке 100 г золы уноса от сжигания углей на Рефтинской ГРЭС следующего химического состава (мас.%): Na2O - 0,75; Fe2O3 - 4,85; Al2O3 - 23,4; SiO2 - 65,0; CaO - 1,85; TiO2 - 1,17. Влажную золу уноса смешивали с гидроксидом натрия в твердом виде до образования однородной массы при общей влажности шихты в 12%. Каустическая щелочь в шихте составляла 110% от стехиометрически необходимого количества для образования силиката и алюмината натрия.Example 2 (by the proposed method). In laboratory conditions, 100 g of fly ash from coal burning was processed at Reftinskaya TPP with the following chemical composition (wt.%): Na 2 O - 0.75; Fe 2 O 3 - 4.85; Al 2 O 3 - 23.4; SiO 2 - 65.0; CaO - 1.85; TiO 2 1.17. Wet fly ash was mixed with solid sodium hydroxide until a homogeneous mass was formed with a total charge moisture of 12%. Caustic alkali in the charge was 110% of the stoichiometrically necessary amount for the formation of sodium silicate and aluminate.
После чего массу подвергали спеканию при различных температурах в интервале от 125 до 225°С. Далее полученный спек промывали в дистиллированной воде с переводом в раствор избыточной щелочи и силиката натрия, после чего пульпу разделяли фильтрованием на первый силикатный раствор и твердый остаток, отмытый от щелочи и силиката натрия. Твердый остаток подвергали выщелачиванию в 10% серной кислоте. Полученный сульфатный раствор обескремнивали путем добавки в него гидроалюмосиликата натрия до момента полного выделения из него кремнезема с получением раствора сульфата алюминия и кремнеземсодержащего осадка. После фильтрации пульпы сульфатный раствор отправляли на получение глинозема известными способами, а твердый кремнеземсодержащий осадок растворяли в каустической щелочи с получением второго силикатного раствора, который объединяли с первым силикатным раствором и отправляли на получение белой сажи карбонизацией. Результаты извлечения полезных компонентов из золы по предлагаемой технологии представлены в таблице.After that, the mass was sintered at various temperatures in the range from 125 to 225 ° C. Next, the obtained cake was washed in distilled water with transfer to the solution of excess alkali and sodium silicate, after which the pulp was separated by filtration into the first silicate solution and the solid residue washed from alkali and sodium silicate. The solid residue was leached in 10% sulfuric acid. The resulting sulfate solution was demineralized by adding sodium hydroaluminosilicate to it until the complete separation of silica from it to obtain a solution of aluminum sulfate and silica-containing precipitate. After filtering the pulp, the sulfate solution was sent to obtain alumina by known methods, and the solid silica-containing precipitate was dissolved in caustic alkali to obtain a second silicate solution, which was combined with the first silicate solution and sent to carbon black for carbon black. The results of the extraction of useful components from ash by the proposed technology are presented in the table.
Как видно из таблицы, при поддержании температуры на уровне 125°С, что ниже заявленного диапазона, извлечение глинозема и кремнезема из золы низкое. При поддержании температуры на уровне 225°С, что выше заявленного диапазона, извлечение глинозема и кремнезема практически не увеличивается. В диапазоне температур от 150 до 200°С достигаются наилучшие показатели процесса.As can be seen from the table, while maintaining the temperature at 125 ° C, which is below the declared range, the extraction of alumina and silica from ash is low. While maintaining the temperature at 225 ° C, which is higher than the declared range, the extraction of alumina and silica practically does not increase. In the temperature range from 150 to 200 ° C, the best process results are achieved.
Столь низкие температуры спекания золы от сжигания углей со щелочью объясняются протеканием твердофазных реакций каустической щелочи с компонентами сырья, приводящие к образованию гидроалюмосиликата натрия типа содалита, который хорошо растворяется в кислотах.Such low sintering temperatures of ash from burning coal with alkali are explained by the occurrence of solid-phase reactions of caustic alkali with raw material components, leading to the formation of sodium hydroaluminosilicate, such as sodalite, which dissolves well in acids.
В таблице также показано, что извлечение SiO2 из золы при рекомендованных значениях температуры составляет 93,9-98,2%. Повышение температуры выше верхнего предела не дает существенного прироста этого показателя.The table also shows that the extraction of SiO 2 from ash at recommended temperatures is 93.9-98.2%. An increase in temperature above the upper limit does not give a significant increase in this indicator.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности комплексной переработки золы от сжигания углей при пониженных температурах спеканиях и расходах реагентов (по сравнению с прототипом) при одновременном достижении извлечения глинозема в 94,4-96,7%, а кремнезема - в 93,9-98,2%.Thus, the obtained results indicate the possibility of complex processing of ash from burning coal at low temperatures, sintering and reagent consumption (compared with the prototype) while achieving alumina recovery of 94.4-96.7%, and silica - 93.9- 98.2%.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU 2502568. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛЫ ОТ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ. МПК В09В 3/00, В82В 3/00, C01F 7/74, C01F 17/00. Заявка: 2012106049/05 от 20.02.2012. Опубл. 27.08.2013. Заявитель: Открытое акционерное общество "Территориальная генерирующая компания №11" / Борбат В.Ф., Адеева Л.Н., Борисов В.А., Шевцов В.Р. Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Территориальная генерирующая компания №11"1. Patent RU 2502568. METHOD FOR COMPLEX PROCESSING OF ASH FROM BURNING OF CARBON. IPC B09B 3/00, B82B 3/00, C01F 7/74, C01F 17/00. Application: 2012106049/05 of 02.20.2012. Publ. 08/27/2013. Applicant: Territorial Generation Company No. 11 Open Joint-Stock Company / Borbat V.F., Adeeva L.N., Borisov V.A., Shevtsov V.R. Patent holder: Open joint-stock company "Territorial Generating Company No. 11"
2. Патент RU 2200708. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА. МПК C01F 7/38. Заявка: 20000117701 от 04.07.2000. Опубл. 20.03.2003. Заявитель: Лупин В.В. / Лупин В.В., Козлов Б.В. Патентообладатель: Лупин В.В.2. Patent RU 2200708. METHOD FOR PRODUCING ALUMINUM. IPC C01F 7/38. Application: 20000117701 from 04.07.2000. Publ. 03/20/2003. Applicant: V. Lupin / Lupin V.V., Kozlov B.V. Patent holder: Lupin V.V.
3. Патент RU 2344887. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛЫ И/ИЛИ ШЛАКА КОТЕЛЬНЫХ И ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. МПК В09В 3/00, В03В 9/04. Заявка: 2007118589/03 от 18.05.2007. Опубл. 27.01.2009. Заявитель: ГОУ ВПО "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" / Бочкарев A.M., Горюшкин В.Ф., Кулагин Н.М., Ларин В.И. Патентообладатель: ГОУ ВПО "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"3. Patent RU 2344887. METHOD FOR PROCESSING ASH AND / OR SLAG OF BOILER AND HEAT POWER PLANTS. IPC V09V 3/00, V03V 9/04. Application: 2007118589/03 of 05/18/2007. Publ. 01/27/2009. Applicant: GOU VPO "SIBERIAN STATE INDUSTRIAL UNIVERSITY" / Bochkarev A.M., Goryushkin V.F., Kulagin N.M., Larin V.I. Patent holder: GOU VPO "SIBERIAN STATE INDUSTRIAL UNIVERSITY"
4. Патент RU 2302375. СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ГЛИНОЗЕМА И КРЕМНЕЗЕМА. МПК C01F 7/06, C22B 7/04, C01B 33/141. Заявка: 2005115901/15 от 26.05.2005. Опубл. 10.07.2007. Заявитель: Закрытое акционерное общество "ЭКОНЭФ" / Жабо В.В., Ильюшин В.В., Грайвер М.А., Тимошенко Э.М., Зегер К.Е. Патентообладатель: Закрытое акционерное общество "ЭКОНЭФ"4. Patent RU 2302375. METHOD FOR CHEMICAL PROCESSING OF ASH AND SLAG MATERIALS WITH PRODUCTION OF ALUMINUM AND SILICA. IPC C01F 7/06, C22B 7/04, C01B 33/141. Application: 2005115901/15 dated 05/26/2005. Publ. 07/10/2007. Applicant: Closed Joint-Stock Company "ECONEF" / Zhabo V.V., Ilyushin V.V., Graver M.A., Timoshenko E.M., Zeger K.E. Patent holder: Closed Joint-Stock Company "ECONEF"
5. Патент RU 2389682. СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЕМНЕЗЕМА И ГЛИНОЗЕМА ИЗ ЛЕТУЧЕЙ УГОЛЬНОЙ ЗОЛЫ. МПК С01В 33/12, С01В 33/32, C01F 7/02, С04В 7/26, С01В 33/00, C01F 7/00. Заявка: 2007144573/15 от 16.08.2007. Опубл. 20.05.2010. Заявитель: ПИНГСХУО ИНДАСТРИАЛ ЛТД. (CN) / Квин Цзиныуо, Гу Сонгквинг. Патентообладатель: ПИНГСХУО ИНДАСТРИАЛ ЛТД.5. Patent RU 2389682. METHOD FOR RESTORING SILICA AND ALUMINUM FROM FLY COAL ASH. IPC С01В 33/12, С01В 33/32, C01F 7/02, С04В 7/26, С01В 33/00, C01F 7/00. Application: 2007144573/15 dated 08/16/2007. Publ. 05/20/2010. Applicant: PINGSHUO INDUSTRIAL LTD. (CN) / Quinn Jingyuo, Gu Songquing. Patentee: PINGSHUO INDUSTRIAL LTD.
6. Патент US 4397822. Process for the recovery of alumina from fly ash. / MURTHA MARLYN J. Опубл. 1983-08-09. МПК C01F 7/08. Заявка US 19820424703 от 27.09.1982.6. Patent US 4397822. Process for the recovery of alumina from fly ash. / MURTHA MARLYN J. Publ. 1983-08-09. IPC C01F 7/08. Application US 19820424703 from 09/27/1982.
7. Патент RU 2232716. МПК C01F 7/38. Заявка 2003113276/15 от 05.05.2003. Логинова И.В., Логинов Ю.Н., Ордон С.Ф., Лебедев В.А. Заявитель: ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ". Опубл. 20.07.2004.7. Patent RU 2232716. IPC C01F 7/38. Application 2003113276/15 of 05/05/2003. Loginova I.V., Loginov Yu.N., Ordon S.F., Lebedev V.A. Applicant: GOU VPO "Ural State Technical University - UPI". Publ. 07/20/2004.
8. Патент US 4048285. Process for the extraction of alumina from minerals, rocks and industrial by products/ SZEPESI KAROLY; MESZAROS LAJOS; MAJER JANOS; ZOLDI JOZSEF; ENTZMANN KARL. Опубл. 1977-09-13. Заявитель: CHEMOKOMPLEX VEGYIPARI GEP ES. МПК B01J 20/12; C01D 1/00; C01F 7/12; C01F 7/16; C01F 7/18; C05C 1/00. Заявка US 19760728283 от 30.09.1976.8. Patent US 4048285. Process for the extraction of alumina from minerals, rocks and industrial by products / SZEPESI KAROLY; MESZAROS LAJOS; MAJER JANOS; ZOLDI JOZSEF; ENTZMANN KARL. Publ. 1977-09-13. Applicant: CHEMOKOMPLEX VEGYIPARI GEP ES. IPC B01J 20/12; C01D 1/00; C01F 7/12; C01F 7/16; C01F 7/18; C05C 1/00. Application US 19760728283 from 09.30.1976.
9. Патент RU 2097329. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ ЗОЛ ОТ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ. МПК C01F 7/38. Заявка: 96104435/25 от 05.03.1996. Опубл. 27.11.1997. Заявитель: Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии / Шаталов В.В., Лайнер Ю.А., Свиридов А.Н., Смирнова И.С., Ряховский С.М., Федоров В.Д., Русаков И.И., Каушанский В.Е., Якунина Э.Ю. Патентообладатель: Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии.9. Patent RU 2097329. METHOD FOR PROCESSING ALUMINUM-CONTAINING ASH FROM BURNING CARBON. IPC C01F 7/38. Application: 96104435/25 dated 03/05/1996. Publ. 11/27/1997. Applicant: All-Russian Scientific Research Institute of Chemical Technology / Shatalov V.V., Liner Yu.A., Sviridov A.N., Smirnova I.S., Ryakhovsky S.M., Fedorov V.D., Rusakov I.I. ., Kaushansky V.E., Yakunin E.Yu. Patent holder: All-Russian Research Institute of Chemical Technology.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129883A RU2605987C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method for complex processing of ash from burning coal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129883A RU2605987C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method for complex processing of ash from burning coal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2605987C1 true RU2605987C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015129883A RU2605987C1 (en) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Method for complex processing of ash from burning coal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2605987C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667940C1 (en) * | 2017-04-15 | 2018-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" | Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment |
| RU2744191C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Complex for ash wastes processing |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4397822A (en) * | 1982-03-17 | 1983-08-09 | Murtha Marlyn J | Process for the recovery of alumina from fly ash |
| US4539187A (en) * | 1983-10-21 | 1985-09-03 | Hydro Fuels, Inc. | Method for separating and recovering silica, aluminum and iron from fly ash, mineral ores and mine tailings |
| RU2097329C1 (en) * | 1996-03-05 | 1997-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Method for processing aluminium-containing ashes resulting from combustion of coals |
| RU2200708C2 (en) * | 2000-07-04 | 2003-03-20 | Лупин Владимир Викторович | Alumina production process |
| RU2302375C2 (en) * | 2005-05-26 | 2007-07-10 | Закрытое акционерное общество "ЭКОНЭФ" | Method of the chemical reprocessing of the ash-and-slag materials with production of silicon dioxide and aluminum oxide |
| US7871583B2 (en) * | 2007-04-03 | 2011-01-18 | Pingshuo Industrial Ltd | Process for recovery of silica followed by alumina from coal fly ash |
-
2015
- 2015-07-20 RU RU2015129883A patent/RU2605987C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4397822A (en) * | 1982-03-17 | 1983-08-09 | Murtha Marlyn J | Process for the recovery of alumina from fly ash |
| US4539187A (en) * | 1983-10-21 | 1985-09-03 | Hydro Fuels, Inc. | Method for separating and recovering silica, aluminum and iron from fly ash, mineral ores and mine tailings |
| RU2097329C1 (en) * | 1996-03-05 | 1997-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Method for processing aluminium-containing ashes resulting from combustion of coals |
| RU2200708C2 (en) * | 2000-07-04 | 2003-03-20 | Лупин Владимир Викторович | Alumina production process |
| RU2302375C2 (en) * | 2005-05-26 | 2007-07-10 | Закрытое акционерное общество "ЭКОНЭФ" | Method of the chemical reprocessing of the ash-and-slag materials with production of silicon dioxide and aluminum oxide |
| US7871583B2 (en) * | 2007-04-03 | 2011-01-18 | Pingshuo Industrial Ltd | Process for recovery of silica followed by alumina from coal fly ash |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667940C1 (en) * | 2017-04-15 | 2018-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" | Method for ash and slag wastes of thermal power plants processing for production of construction equipment |
| RU2744191C1 (en) * | 2020-07-28 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" | Complex for ash wastes processing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10883156B2 (en) | Recovery of lithium from silicate minerals | |
| Matjie et al. | Extraction of alumina from coal fly ash generated from a selected low rank bituminous South African coal | |
| RU2633579C9 (en) | Methods of treating fly ash | |
| CN104495899B (en) | A kind of carbide slag and flyash work in coordination with the method for recycling | |
| AP1355A (en) | A method for isolation and production of magnesium metal, magnesium chloride, magnesite and magnesium based products. | |
| CN104445311B (en) | Clean poly-generation preparation method for flyash with high-content silicon dioxide | |
| WO2015165153A1 (en) | Method for recycling alkali and aluminum during treatment of bayer red mud by using calcification-carbonization process | |
| CN104445312B (en) | Method for extracting aluminum oxide by synergistic treatment of fly ash and coal gangue | |
| CN103738986B (en) | A kind of dolomite calcination water-soluble separating calcium and magnesium produce the method for magnesium hydroxide and calcium carbonate | |
| CN101863500B (en) | Method for producing alumina with aluminum-containing metallurgical material | |
| RU2554136C2 (en) | Method of producing alumina | |
| WO2013143335A1 (en) | Method for extracting aluminium oxide in fly ash by alkaline process | |
| Kenzhaliyev et al. | Kaolinite clays as a source of raw materials for the aluminum industry of the Republic of Kazakhstan | |
| WO2015165152A1 (en) | Calcification-carbonization process-based method for producing aluminum oxide without evaporation | |
| RU2605987C1 (en) | Method for complex processing of ash from burning coal | |
| CN103864086B (en) | A kind of method utilizing Boron Slag to manufacture borax | |
| RU2630117C1 (en) | Method for processing spent carbon lining of aluminium electrolyser | |
| RU2429198C1 (en) | Procedure for processing solid fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium | |
| RU2643675C1 (en) | Method for processing spent thermal insulation lining of aluminium electrolyser | |
| RU2659510C2 (en) | Method of obtaining magnesium oxide from waste of serpentine ore | |
| Zhou et al. | Alumina extraction from high-alumina ladle furnace refining slag | |
| RU2494965C1 (en) | Method of processing bauxites into alumina | |
| Ghaemmaghami et al. | Alumina extraction by lime-soda sinter process from low-grade bauxite soil of Semirom mine | |
| RU2555980C2 (en) | Production of cement clinker | |
| RU2609478C1 (en) | Method of processing spent lining of aluminium electrolytic cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170721 |