RU2744191C1 - Комплекс для переработки золоотвалов - Google Patents

Комплекс для переработки золоотвалов Download PDF

Info

Publication number
RU2744191C1
RU2744191C1 RU2020125100A RU2020125100A RU2744191C1 RU 2744191 C1 RU2744191 C1 RU 2744191C1 RU 2020125100 A RU2020125100 A RU 2020125100A RU 2020125100 A RU2020125100 A RU 2020125100A RU 2744191 C1 RU2744191 C1 RU 2744191C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
equipment
mixer
propeller mixer
propeller
supply
Prior art date
Application number
RU2020125100A
Other languages
English (en)
Inventor
Ирина Викторовна Логинова
Юрий Николаевич Логинов
Андрей Андреевич Шопперт
Леонид Иванович Чайкин
Анна Сергеевна Ситшаева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬФА-АЛЮМИНА"
Priority to RU2020125100A priority Critical patent/RU2744191C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2744191C1 publication Critical patent/RU2744191C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F1/00Methods of preparing compounds of the metals beryllium, magnesium, aluminium, calcium, strontium, barium, radium, thorium, or the rare earths, in general
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области переработки техногенных образований от сжигания углей и может быть использовано для получения соединений кремния и алюминия. Комплекс для переработки золоотвалов содержит последовательно соединенное между собой оборудование подготовки сырья, оборудование для его термической обработки и оборудование для химической обработки. Оборудование для подготовки сырья включает в себя последовательно соединенные между собой смеситель, гранулятор и дозатор. Оборудование для термической обработки представляет собой трубчатую вращающуюся печь спекания и барабанный холодильник. Оборудование для химической обработки включает в себя загрузочный бункер, мельницу, первую пропеллерную мешалку, первую фильтровальную систему и параллельно выполненные первую и вторую линии. При этом первая линия включает вторую пропеллерную мешалку с подачей углекислого газа, вторую фильтровальную систему с параллельно расположенными сушильной камерой и третьей пропеллерной мешалкой с подачей извести, соединенной с третьей фильтровальной системой, соединенной со смесителем, а также с обжиговой печью, соединенной с третьей пропеллерной мешалкой и второй пропеллерной мешалкой. Вторая линия включает четвертую пропеллерную мешалку с подачей серной кислоты, четвертую фильтровальную систему, пятую пропеллерную мешалку с подачей каустической щелочи, соединенную со второй пропеллерной мешалкой. Изобретение обеспечивает возможность получения белой сажи и продукта, содержащего глинозем. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области переработки техногенных образований от сжигания углей и может быть использовано для получения соединений кремния и алюминия.
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.
Между тем, ЗШО содержит большое количество ценных компонентов, а их переработка может быть экономически и экологически выгодной альтернативой складированию на золоотвалах.
Из уровня техники известны способы переработки ЗШО [1-6], однако их аппаратурное оформление в виде описания комплексов применяемого оборудования не получило развития.
Из имеющихся описаний производственных линий можно отметить комплекс по патенту RU 2598613 [7]. Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов содержит дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный с емкостью смесителя, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, классификатором золошлаковых частиц, средства отвода обезвоженных масс отклассифицированных фракций частиц. Линия снабжена рециркуляционным баком, который связан с выходом смесителя посредством трубопровода, снабженного первым насосом. Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, выражается в обеспечении возможности фракционирования золошлаковых отходов по крупности частиц, по меньшей мере, на три фракции. Недостатком является невозможность получения готовых товарных продуктов.
Из описания к патенту RU2682359 [8] известен также комплекс для переработки бокситов, содержащий мельницу для размола боксита в оборотном растворе, сушилку, первую мешалку для выщелачивания, сгуститель для отделения красного шлама от алюминатного раствора, промыватель для отмывки красного шлама от щелочи с получением алюминатного раствора, вторую мешалку для обескремнивания алюминатного раствора, декомпозер для выделения гидроокиси алюминия и трубчатую печь для получения глинозема, отличающийся тем, что он снабжен установленными после промывателя третьей мешалкой для выщелачивания красного шлама в разбавленном сернокислом растворе, фильтровальным устройством, брикетирующим прессом для уплотнения высокожелезистого красного шлама и экстрактором для выделения солей редкоземельных металлов(РЗМ), при этом фильтровальное устройство соединено с третьей мешалкой подающим пульпопроводом, брикетирующий пресс соединен с фильтровальным устройством транспортером, экстрактор для выделения солей редкоземельных металлов(РЗМ) соединен с фильтровальным устройством отводящим трубопроводом, а соединенная со сгустителем вторая мешалка для обескремнивания алюминатного раствора последовательно соединена с декомпозером для выделения из раствора гидроокиси алюминия и трубчатой печью для получения глинозема. Здесь видно, что в комплексах для разделения алюмосиликатных соединений применяют такие устройства, как мельницы, фильтровальные устройства, мешалки, сушильные камеры трубчатые вращающиеся печи. Недостатком известного комплекса является отсутствие устройств и дополнительных связей, позволяющих осуществить переработку именно золы и получить белую сажу как конечный продукт.
Наиболее близким к предлагаемому объекту является техническое решение по патенту RU102607 [9].
Это решение содержит последовательно соединенное между собой оборудование подготовки сырья, оборудование для его термической обработки и оборудование для химической обработки. Оборудование подготовки сырья содержит линию для первичной подготовки, включающую последовательно соединенные оборудование для многоступенчатой классификации отходов и устройства для флотации и магнитной сепарации сырья.
Оборудование для термической обработки содержит последовательно соединенные вращающуюся обжиговую печь, реактор для разложения обожженного материала в растворе гидроксида натрия, вакуумный фильтр, устройство для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора и устройство для сушки полученного глиноземного концентрата. При этом вход вращающейся обжиговой печи соединен с выходом линии для первичной подготовки сырья, то есть с выходом устройства магнитной сепарации, а выход обжиговой печи соединен с первым входом реактора, причем его второй вход соединен с выходом дозатора для регулируемой подачи в реактор раствора с фиксированным содержанием оксида натрия.
Выход реактора через вакуумный фильтр и устройство для промывки пульпы при фиксированном значении рН раствора соединен с устройством для сушки полученного глиноземного концентрата. Для заданного функционирования системы устройство снабжено дозатором для регулирования в нем значении рН раствора подачей дистиллированной воды.
Недостатком устройства по прототипу является отсутствие возможности получения белой сажи и продукта, содержащего глинозем, а не концентрат глинозема. Белая сажа находит в настоящее время широкое применение в различных отраслях промышленности [10, 11] как вещество, обладающее сверхразвитой удельной поверхностью.
Технической проблемой, решаемой в предлагаемом комплексе, является возможность получения белой сажи и продукта, содержащего глинозем.
Предлагаемое техническое решение содержит последовательно соединенное между собой оборудование подготовки сырья, оборудование для его термической обработки и оборудование для химической обработки. Оно отличается тем, что оборудование для подготовки сырья включает в себя последовательно соединенные между собой смеситель, гранулятор и дозатор. Оборудование для термической обработки представляет собой трубчатую вращающуюся печь спекания и барабанный холодильник. Предусмотрено, что печь спекания работает при пониженных относительно прототипа температурах на уровне 200…400оС (по прототипу 800…1300оС – что обуславливает и различное название печного оборудования). В результате низкотемпературного спекания образуется спек силиката натрия и гидроалюмосиликата натрия, из которого удается впоследствии получить ценный продукт – белую сажу и раствор сульфата алюминия, где не содержатся посторонние продукты, в противовес прототипу, где получают лишь концентрат глинозема.
Оборудование для химической обработки включает в себя загрузочный бункер, мельницу, первую пропеллерную мешалку, первую фильтровальную систему и параллельно выполненные первую и вторую линии. Первая линия включает вторую пропеллерную мешалку с подачей углекислого газа, вторую фильтровальную систему с параллельно расположенными сушильной камерой и третьей пропеллерной мешалкой с подачей извести, соединенной с третьей фильтровальной системой, соединенной со смесителем а также с обжиговой печью, соединенной с третьей пропеллерной мешалкой и второй пропеллерной мешалкой. Вторая линия включает четвертую пропеллерную мешалку с подачей серной кислоты, четвертую фильтровальную систему, пятую пропеллерную мешалку с подачей каустической щелочи, соединенную со второй пропеллерной мешалкой.
На фиг.1 приведен состав предлагаемого комплекса с линиями связи между отдельными единицами оборудования.
Предлагаемый комплекс содержит последовательно соединенное между собой оборудование подготовки сырья, оборудование для его термической обработки и оборудование для химической обработки. Оборудование для подготовки сырья включает в себя последовательно соединенные между собой смеситель 1, гранулятор 2 и дозатор 3. Оборудование для термической обработки представляет собой трубчатую вращающуяся печь спекания 4 и барабанный холодильник 5. Оборудование для химической обработки включает в себя загрузочный бункер 6, мельницу 7, первую пропеллерную мешалку 8, первую фильтровальную систему 9 и параллельно выполненные первую и вторую линии. Первая линия включает вторую пропеллерную мешалку 10 с подачей углекислого газа, вторую фильтровальную систему 11 с параллельно расположенными сушильной камерой 12 и третьей пропеллерной мешалкой 13 с подачей извести, соединенной с третьей фильтровальной системой 14, соединенной со смесителем 1, а также с обжиговой печью 15, соединенной с третьей пропеллерной мешалкой 13 и второй пропеллерной мешалкой 10. Вторая линия включает четвертую пропеллерную мешалку 16 с подачей серной кислоты, четвертую фильтровальную систему 17, пятую пропеллерную мешалку 18 с подачей каустической щелочи, соединенную со второй пропеллерной мешалкой 10.
Комплекс работает следующим образом. В смеситель 1 подают сырье в виде золы, воду и щелочной раствор. Смесь поступает в гранулятор 2, полученный гранулят через дозатор 3 поступает на термическую обработку в трубчатую вращающуюся печь спекания 4. Полученный спек поступает в барабанный холодильник 5, где охлаждается. Гранулы поступают в загрузочный бункер 6, а затем в мельницу 7 с подачей воды. Полученная пульпа поступает в первую пропеллерную мешалку 8 для осуществления реакции растворения силиката натрия из спека. Затем пульпа поступает в первую фильтровальную систему 9, где происходит разделение на жидкую фазу силиката натрия и твердую фазу, содержащую гидроалюмосиликат натрия (ГАСН). Далее в первую линию поступает жидкая фаза и попадает во вторую пропеллерную мешалку 10. Туда же подают углекислый газ из обжиговой печи 15. В результате выпадает твердая фаза в виде белой сажи SiO2 с развитой удельной поверхностью. Белую сажу отделяют во второй фильтровальной системе 11 и удаляют влагу в сушильной камере 12. Содовый раствор, полученный во второй фильтровальной системе 11, передают в третью пропеллерную мешалку 13, где происходит смешение с известью CaO. В результате реакции содового раствора с известью образуется карбонат кальция и раствор каустической щелочи. Полученная пульпа поступает в третью фильтровальную систему 14, где разделяется жидкая и твердая фаза. Твердая фаза в виде карбоната кальция направляется в обжиговую печь 15, где получают известь и направляют ее третью пропеллерную мешалку 13. При этом образовавшийся в результате реакции разложения карбоната кальция углекислый газ направляют во вторую пропеллерную мешалку 10.
Во второй линии обработки твердая фаза (ГАСН) направляется в четвертую пропеллерную мешалку 16, где смешивается с раствором серной кислоты. В результате реакции образуется твердая фаза SiO2 с малой удельной поверхностью и раствор сульфата алюминия. Пульпа направляется в четвертую фильтровальную систему 17, где происходит разделение фаз.
Раствор сульфата алюминия используют для получения глинозема, как это описано, например, в справочнике [12, с.234].
Твердая фаза SiO2 с малой удельной поверхностью направляется в пятую пропеллерную мешалку 18, где смешивается каустической щелочи полученной из третьей фильтровальной системы 14. В результате реакции растворения образуется силикатный раствор, который направляется во вторую пропеллерную мешалку 10 с целью дальнейшего получения белой сажи с развитой удельной поверхностью.
Технической проблемой, решаемой в предлагаемом комплексе, является возможность получения белой сажи и продукта, содержащего глинозем.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент RU 2630021. Способ переработки золы-уноса тепловых электростанций. МПК C04B18/10, F23G5/00, B09B3/00, H05H1/00. Заявка: 2016122592 от 07.06.2016 Заявитель Институт химии твердого тела УрО РАН. Опубл. 05.09.2017.
2. Патент CN102862999. Crystallization and concentration device used for extracting alumina from coal ash through acid leaching method/ GE XIANGHUA. Заявитель SUZHOU ZHONGHENG PRESSURE VESSEL MFG CO LTD. МПК C01F7/02. Опубл. 2015-05-20. Заявл. 2012-09-14.
3. Патент RU2605987. Способ комплексной переработки золы от сжигания углей. МПК B09B3/00, C01B33/12. Заявка 2015129883 от 20.07.2015. Заявитель ООО "Челябинский инновационный центр"
4. Патент RU2436855. Способ извлечения алюминия и железа из золошлаковых отходов. Заявка 2010144752/02 от 01.11.2010. Опубл. 20.12.2011. Заявитель Институт горного дела ДВО РАН
5. Патент RU2344887. Способ переработки золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций. МПК B09B3/00 B03B9/04. Заявка: 2007118589/03 от 18.05.2007. Опубл. 27.01.2009. Патентообладатель: Сибирский Государственный Индустриальный Университет
6. Патент RU 2502568. Способ комплексной переработки золы от сжигания углей. МПК B09B3/00, B82B3/00, C01F7/74, C01F17/00. Заявка: 2012106049/05 от 20.02.2012. Опубл. 27.08.2013. Заявитель: Открытое акционерное общество "Территориальная генерирующая компания № 11" Патентообладатель: ОАО "Территориальная генерирующая компания № 11"
7. Патент RU 2598613. Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов. МПК B03B 9/04. / Заявка: 2015147548/03 от 06.11.2015. Опубл. 27.09.2016. Заявитель Дальневосточный федеральный университет
8. Патент RU2682359. Комплекс для переработки бокситов. МПК C22B21/00. Заявитель Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина. Заявка: 2017141064 от 20.12.2016. Опубл. 19.03.2019.
9. Патент RU102607. Система производства глиноземного концентрата из золошлаковых отходов электростанций. Заявитель Объединенный институт высоких температур РАН МПК C01F 7/00. Заявка: 2010140726/05 от 06.10.2010. Опубл. 10.03.2011.
10. Патент RU 2416621. Порошковый наполнитель для термопластичных эластомерных материалов на основе каучука. Заявитель ООО "Шунгитовые технологии. Заявка 2009141673/05 от 12.11.2009. Опубл. 20.04.2011.
11. Патент RU 2194555. Огнетушащий порошковый состав и способ его получения. Опубл. 20.12.2002. Заявка № 2001119504/12 от 13.07.2001.
12. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. 1970. 320 с.

Claims (1)

  1. Комплекс для переработки золоотвалов, содержащий последовательно соединенное между собой оборудование подготовки сырья, оборудование для его термической обработки и оборудование для химической обработки, отличающийся тем, что оборудование для подготовки сырья включает в себя последовательно соединенные между собой смеситель, гранулятор и дозатор, оборудование для термической обработки представляет собой трубчатую вращающуюся печь спекания и барабанный холодильник, оборудование для химической обработки включает в себя загрузочный бункер, мельницу, первую пропеллерную мешалку, первую фильтровальную систему и параллельно выполненные первую и вторую линии, при этом первая линия включает вторую пропеллерную мешалку с подачей углекислого газа, вторую фильтровальную систему с параллельно расположенными сушильной камерой и третьей пропеллерной мешалкой с подачей извести, соединенной с третьей фильтровальной системой, соединенной со смесителем, а также с обжиговой печью, соединенной с третьей пропеллерной мешалкой и второй пропеллерной мешалкой, вторая линия включает четвертую пропеллерную мешалку с подачей серной кислоты, четвертую фильтровальную систему, пятую пропеллерную мешалку с подачей каустической щелочи, соединенную со второй пропеллерной мешалкой.
RU2020125100A 2020-07-28 2020-07-28 Комплекс для переработки золоотвалов RU2744191C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125100A RU2744191C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Комплекс для переработки золоотвалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020125100A RU2744191C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Комплекс для переработки золоотвалов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744191C1 true RU2744191C1 (ru) 2021-03-03

Family

ID=74857553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020125100A RU2744191C1 (ru) 2020-07-28 2020-07-28 Комплекс для переработки золоотвалов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744191C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5919424A (en) * 1997-06-17 1999-07-06 Thermo Fibergen, Inc. Method of recovering minerals from papermaking sludge and sludge-derived ash
RU102607U1 (ru) * 2010-10-06 2011-03-10 Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) Система производства глиноземного концентрата из золошлаковых отходов электростанций
CN101883736B (zh) * 2008-06-17 2015-12-09 卡勒拉公司 利用金属氧化物废料源的方法和系统
RU2605987C1 (ru) * 2015-07-20 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский инновационный центр" Способ комплексной переработки золы от сжигания углей
RU2694937C1 (ru) * 2018-01-18 2019-07-18 Игорь Григорьевич Тертышный Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5919424A (en) * 1997-06-17 1999-07-06 Thermo Fibergen, Inc. Method of recovering minerals from papermaking sludge and sludge-derived ash
CN101883736B (zh) * 2008-06-17 2015-12-09 卡勒拉公司 利用金属氧化物废料源的方法和系统
RU102607U1 (ru) * 2010-10-06 2011-03-10 Учреждение Российской Академии Наук Объединенный Институт Высоких Температур Ран (Оивт Ран) Система производства глиноземного концентрата из золошлаковых отходов электростанций
RU2605987C1 (ru) * 2015-07-20 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский инновационный центр" Способ комплексной переработки золы от сжигания углей
RU2694937C1 (ru) * 2018-01-18 2019-07-18 Игорь Григорьевич Тертышный Способ получения оксидов кремния, алюминия и железа при комплексной безотходной переработке из золошлаковых материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102225778A (zh) 高铝粉煤灰生产氧化铝、联产水泥及联产4a沸石分子筛的方法
CN106669962B (zh) 一种针对钙质或钙硅质磷矿的选矿方法、选矿系统及选矿系统的应用方法
CN105129810A (zh) 一种盐酸法活性白土生产工艺
CN101811711A (zh) 一种由粉煤灰提取氧化铝的方法
WO2015165152A1 (zh) 一种基于钙化-碳化法的无蒸发生产氧化铝的方法
CN106315640B (zh) 处理氧化铝生产中高蒸母液的方法
Rayzman et al. Extracting silica and alumina from low-grade bauxite
CN102616821A (zh) 一种高硫铝土矿生产氧化铝的方法
CN106517277A (zh) 一种铝土矿生产氧化铝联产硅肥的方法
KR20170004915A (ko) 백운석을 이용하는 탄산마그네슘과 염화칼슘 제조방법
RU2744191C1 (ru) Комплекс для переработки золоотвалов
RU2429198C1 (ru) Способ переработки твердых фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
CN111547886A (zh) 一种煤矿废水资源化综合处理系统
RU2690330C1 (ru) Способ переработки шламов кислых шахтных вод
CN116371875A (zh) 垃圾焚烧飞灰处理系统及方法
RU2605987C1 (ru) Способ комплексной переработки золы от сжигания углей
CN102161514B (zh) 从煤矸石中提取金属氢氧化物的方法
CN101591020A (zh) 一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的方法及其系统
RU2711198C1 (ru) Способ переработки бокситов на глинозем
RU2685566C1 (ru) Способ переработки угольной пены электролитического производства алюминия
CN101837997B (zh) 用纯碱废盐泥制备碳酸镁联产碳酸钠和硫酸钙的方法
RU2494965C1 (ru) Способ переработки бокситов на глинозем
RU2302375C2 (ru) Способ химической переработки золошлаковых материалов с получением глинозема и кремнезема
CN201284237Y (zh) 一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置
CN101724748A (zh) 含镁矿石的浸出方法