一种铝酸盐水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及粉煤灰回收领域，具体地，涉及一种铝酸盐水泥及其制备方法。该铝酸盐水泥的制备方法包括：(1)将粉煤灰采用本发明专利技术的方式中的一种进行处理，得到含铝盐粗液：(2)将任选除铁后的含铝盐粗液和钙源进行混合并浓缩结晶，得到铝钙混合结晶；(3)对所述铝钙混合结晶进行焙烧，从而得到铝酸盐水泥。本发明专利技术的方法通过将煤粉灰进行上述处理从而能够直接制备得到铝酸盐水泥，既实现了粉煤灰的资源化利用，又提供了一种铝酸盐水泥制备新途径且降低了其制备成本；而且本发明专利技术的方法能够根据需要生产多种品级的铝酸盐水泥。 1

A kind of aluminate cement and its preparation method

The invention relates to the field of fly ash recovery, in particular to an aluminate cement and a preparation method thereof. The preparation method of the aluminate cement includes: (1) the fly ash is treated with one of the methods of the present invention, and the crude liquid containing aluminum is obtained: (2) the mixture of aluminium salt crude liquid and calcium source after iron removal is mixed and crystallized, and the mixed crystallization of aluminum calcium is obtained; (3) the aluminum calcium mixed crystallization is roasted to obtain aluminum. Acid salt cement. The method of the invention can directly prepare the aluminate cement by treating the pulverized coal ash, which not only realizes the utilization of the fly ash, but also provides a new route for the preparation of aluminate cement and reduces the preparation cost; moreover, the method of the invention can produce a variety of grade of aluminate salt water. Mud. One

【技术实现步骤摘要】
一种铝酸盐水泥及其制备方法
本专利技术涉及粉煤灰回收领域，具体地，涉及一种铝酸盐水泥及其制备方法。
技术介绍
粉煤灰是燃煤电厂发电的产物，是一类大宗工业固废，并随着燃煤发电行业发展而日益积累增多。通常，粉煤灰可被掺混用于普通水泥生产，成为消纳粉煤灰的一种重要途径，例如，可以在高镁水泥中可添加高达35重量％粉煤灰，以提高水泥安定性；并且，还可以通过调节燃煤锅炉的燃烧条件，可以直接生产铝酸盐水泥或活性粉煤灰；例如，CN103964713A公开了一种利用粉煤灰与拜耳法赤泥等制备贝利特-硫铝酸盐水泥的方法，实现了水泥生产过程的低碳和节能。而铝酸盐水泥，与硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥并列为三大水泥系列，并且为四大特种水泥品种(白水泥、低热大坝水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥)之一，有着非常广泛的应用。铝酸盐水泥具有快硬、早期强度发展快和耐高温的特性，是制备耐火混凝土或耐火制品不可或缺的胶黏剂。在铝酸盐水泥中加入适量硫酸或盐酸，可以生产净水剂。此外，铝酸盐水泥还可以用作炼钢除硫造渣剂，与普通水泥混合后用作建筑防水，防渗漏材料等。传统上铝酸盐水泥的生产原料主要是高品质铝土矿、工业氧化铝和石灰石。近年来随着氧化铝行业的迅猛发展，优质铝土矿资源日渐枯竭，因此需要开发新的替代原料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可资源化粉煤灰的新型方法，即提供一种铝酸盐水泥的制备方法及其制得的铝酸盐水泥。为了实现上述目的，本专利技术提供一种铝酸盐水泥的制备方法，该方法包括：(1)将粉煤灰采用以下方式中的一种进行处理，得到含铝盐粗液：方式a：将粉煤灰进行酸浸，得到含铝盐粗液；方式b：将粉煤灰与浓硫酸和/或浓硝酸进行接触反应，并固液分离，所得固相进行焙烧后水浸，得到含铝盐粗液；方式c：将粉煤灰与硫酸盐类化合物进行混合并焙烧，将焙烧后的产物进行水浸或酸浸，得到含铝盐粗液；其中，所述硫酸盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠和硫酸钾中的一种或多种；(2)将任选除铁后的含铝盐粗液和钙源进行混合并浓缩结晶，得到铝钙混合结晶；(3)对所述铝钙混合结晶进行焙烧，从而得到铝酸盐水泥。本专利技术还提供了由上述方法制得的铝酸盐水泥。本专利技术的方法通过将煤粉灰进行上述处理从而能够直接制备得到铝酸盐水泥，既实现了粉煤灰的资源化利用，又提供了一种铝酸盐水泥制备新途径且降低了其制备成本；而且本专利技术的方法能够根据需要生产多种品级的铝酸盐水泥。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种铝酸盐水泥的制备方法，该方法包括：(1)将粉煤灰采用以下方式中的一种进行处理，得到含铝盐粗液：方式a：将粉煤灰进行酸浸，得到含铝盐粗液；方式b：将粉煤灰与浓硫酸和/或浓硝酸进行接触反应，并固液分离，所得固相进行焙烧后水浸，得到含铝盐粗液；方式c：将粉煤灰与硫酸盐类化合物进行混合并焙烧，将焙烧后的产物进行水浸或酸浸，得到含铝盐粗液；其中，所述硫酸盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠和硫酸钾中的一种或多种；(2)将任选除铁后的含铝盐粗液和钙源进行混合并浓缩结晶，得到铝钙混合结晶；(3)对所述铝钙混合结晶进行焙烧，从而得到铝酸盐水泥。根据本专利技术，所述可以为本领域常规的煤炭燃烧产生的粉煤灰，其中，含有高含量的铝，特别是还含有一定含量的钙，为此，本专利技术的方法能够利用粉煤灰形成含铝盐粗液，并利用该粗液中的铝和钙来制备本专利技术的铝酸盐水泥。其中，优选地，所述粉煤灰中，以氧化钙计的钙元素的含量为0.5-20重量％(优选为1-10重量％，例如为2-6重量％)，以氧化铝计的铝元素的含量为20-60重量％(优选为40-55重量％)。除了钙元素和铝元素以外，所述粉煤灰还含有较高含量的硅元素，例如以二氧化硅计的硅元素的含量为20-70重量％(优选为25-45重量％)，但是通过本专利技术的方法处理后，最终可以将所得的铝酸盐水泥中的硅元素的含量限定在可接受水平。根据本专利技术，步骤(1)可以通过上述方式a、方式b和方式c中的任意一种来获得含铝盐粗液。其中，方式a是通过将粉煤灰直接进行酸浸，使得粉煤灰中铝、钙成分直接浸取入酸溶液中，从而得到含铝盐粗液。优选地，酸浸采用的酸的用量和粉煤灰中的氧化铝的含量的摩尔比为0.5-10：1，优选为0.75-6：1，例如可以为1-2：1、2-3：1、3-5：1、5-7：1、7-9：1等中的一种。例如对于盐酸、硝酸这样的一元酸，摩尔比可能偏大，优选为4-10：1；而对于硫酸这样的二元酸，摩尔比可能偏小，优选为1-5：1。方式a中，该酸通常是指无机酸，例如该酸为盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。并且，酸浸实际上是指将粉煤灰在酸溶液中进行浸取的过程，为此，优选地，该酸以溶液的形式提供，更优选地，该酸溶液为10-37重量％(例如为20-30重量％)的盐酸水溶液、20-80重量％(例如为30-60重量％)的硫酸水溶液和10-50重量％(例如为20-40重量％)的硝酸水溶液中的一种或多种。方式a中，优选地，所述酸浸的条件包括：温度为100℃以上，优选为100-300℃，例如为120-250℃、150-200℃；绝对压力为0.1MPa以上，优选为0.1-3MPa，例如为0.2-2.5MPa、0.5-2MPa。其中，所述酸浸的时间可以根据所需处理的粉煤灰的量来调整，例如时间为30min以上，优选为30-300min，例如为50-250min、60-200min、120-150min。其中，方式b主要是利用浓硫酸和/或浓硝酸与粉煤灰接触反应生成相应的铝盐，并通过焙烧的方式除去残余的强酸，从而水浸即可获得本专利技术所需的含铝盐粗液。方式b中，优选地，浓硫酸和/或浓硝酸的用量使得酸与粉煤灰中的氧化铝的含量的摩尔比为1-30：1，优选为5-15：1例如为1-15：1、2-5：1、5-8：1、8-10：1、10-16：1、16-25：1等。方式b中，浓硫酸和浓硝酸通常是指浓度相对较高的硫酸和硝酸，只要能够发挥上述作用即可，例如所述浓硫酸的浓度为90重量％以上，所述浓硝酸的浓度为85重量％以上。优选地，所述浓硫酸的浓度为95-99重量％，所述浓硝酸的浓度为86-98重量％。方式b中，优选地，所述接触反应的条件包括：温度为100-300℃(优选为100-200℃、250-300℃)，时间为50-200min(优选为80-120min)。方式b中，焙烧主要是为了除去残余在固相中的强酸，为此该焙烧的条件只要能够实现该目的即可，优选地，焙烧的条件包括：温度为120-400℃(优选为120-200℃、250-400℃)，时间为30-300min(优选为30-200min，更优选为30-60min)。方式b中，将焙烧后的固体进行水浸即可获得本专利技术所需的含铝盐粗液。其中，优选地，水浸的水的用量使得液固比为5-15：1(重量比)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，该方法包括：

【技术特征摘要】
1.一种铝酸盐水泥的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将粉煤灰采用以下方式中的一种进行处理，得到含铝盐粗液：方式a：将粉煤灰进行酸浸，得到含铝盐粗液；方式b：将粉煤灰与浓硫酸和/或浓硝酸进行接触反应，并固液分离，所得固相进行焙烧后水浸，得到含铝盐粗液；方式c：将粉煤灰与硫酸盐类化合物进行混合并焙烧，将焙烧后的产物进行水浸或酸浸，得到含铝盐粗液；其中，所述硫酸盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠和硫酸钾中的一种或多种；(2)将任选除铁后的含铝盐粗液和钙源进行混合并浓缩结晶，得到铝钙混合结晶；(3)对所述铝钙混合结晶进行焙烧，从而得到铝酸盐水泥。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，方式a：酸浸采用的酸的用量和粉煤灰中的氧化铝的含量的摩尔比为0.5-10：1，优选为0.75-6：1；优选地，该酸为盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种；优选地，该酸以溶液的形式提供，该酸溶液为10-37重量％的盐酸水溶液、20-80重量％的硫酸水溶液和10-50重量％的硝酸水溶液中的一种或多种；优选地，所述酸浸的条件包括：温度为100℃以上，优选为100-300℃；时间为30min以上，优选为30-300min；绝对压力为0.1MPa以上，优选为0.1-3MPa。3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，方式b：浓硫酸和/或浓硝酸的用量使得酸与粉煤灰中的氧化铝的含量的摩尔比为1-30：1，优选为5-15：1；优选地，所述浓硫酸的浓度为90重量％以上，所述浓硝酸的浓度为85重量％以上；优选地，所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利军，孙琦，王宝冬，郭强，王晓欢，肖永丰，刘晓婷，李海千，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11