处理煤矸石的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了处理煤矸石的系统，包括：混料装置、成型装置、干燥装置、转底炉、浸出装置、沉铝装置、焙烧装置和制二氧化硅单元，其中，转底炉内沿物料运动方向依次设置有进料区、预脱硅区、主反应区和出料区，进料区具有干燥球团入口，出料区具有焙烧球团出口，干燥球团入口和干燥球团出口相连；浸出装置有焙烧球团入口、碳酸钠溶液入口、硅铝浸出液出口和不溶渣出口；沉铝装置具有硅铝浸出液入口、二氧化碳入口、氢氧化铝出口和沉铝余液出口；焙烧装置有氢氧化铝入口和三氧化二铝出口；制二氧化硅单元具有沉铝余液入口和二氧化硅出口。采用该系统处理煤矸石流程短、能耗低，能同时提取煤矸石中的铝和硅并得到高品味三氧化二铝和二氧化硅。

A system for treating coal gangue

The utility model discloses a system for treating coal gangue, including a mixing device, a molding device, a drying device, a rotary bottom furnace, a leaching device, an aluminum sinking device, a roasting device and a silicon dioxide unit, in which the feed area, the pre desilication area, the main reaction zone and the discharging area are arranged in the direction of the material movement in the bottom furnace. The feeding area has a dry pellet entrance, the outlet area has the roasted pellet exit, the dry pellet entrance and the dry pellet exit are connected; the leaching device has the roasting pellet entrance, the entrance of sodium carbonate solution, the export of silicon aluminum leaching solution and the exits of the insoluble slag, and the aluminosilicate device has the entrance of silicon aluminum leaching solution, the inlet of carbon dioxide and aluminum hydroxide. The exportation and the outlet of the residual liquid are exported; the roasting device has the inlet of aluminum hydroxide and the three oxidation of two aluminum, and the silicon dioxide unit has the inlet of the molten aluminum and the export of silicon dioxide. The system can process gangue with short process and low energy consumption. It can simultaneously extract aluminum and silicon from coal gangue and obtain high taste three oxidized two aluminum and silicon dioxide.

【技术实现步骤摘要】
处理煤矸石的系统
本技术属于材料化工领域，具体而言，本技术涉及处理煤矸石的系统。
技术介绍
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤矸石包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。若将煤矸石弃置不用，不仅占用大片土地，而且存在各种隐患，如煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体、煤矸石山易自燃发生火灾或在雨季崩塌淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。因此，如何使得煤矸石得到高效利用有待进一步研究。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出处理煤矸石的系统。采用该系统处理煤矸石不仅流程短、能耗低，还能同时提取煤矸石中的铝和硅，并得到高品质三氧化二铝和二氧化硅，进而实现固废煤矸石的高效和无害化利用，具有较好的经济效益。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种处理煤矸石的系统，包括：混料装置，所述混料装置具有煤矸石入口、石灰石入口、菱镁矿入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口、淀粉溶液入口和混合球团出口，所述混合物料入口和所述混合物料出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合球团入口和干燥球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连；转底炉，所述转底炉内沿物料运动方向依次设置有进料区、预脱硅区、主反应区和出料区，所述进料区具有干燥球团入口，所述出料区具有焙烧球团出口，所述干燥球团入口和所述干燥球团出口相连；浸出装置，所述浸出装置具有焙烧球团入口、碳酸钠溶液入口、硅铝浸出液出口和不溶渣出口，所述焙烧球团入口和所述焙烧球团出口相连；沉铝装置，所述沉铝装置具有硅铝浸出液入口、二氧化碳入口、氢氧化铝出口和沉铝余液出口，所述硅铝浸出液入口与所述硅铝浸出液出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有氢氧化铝入口和三氧化二铝出口，所述氢氧化铝入口与所述氢氧化铝出口相连；制二氧化硅单元，所述制二氧化硅单元具有沉铝余液入口和二氧化硅出口，所述沉铝余液入口与所述沉铝余液出口相连。根据本技术上述实施例的处理煤矸石的系统，可以依次利用混料装置、成型装置、干燥装置和转底炉对石灰石、菱镁矿和煤矸石进行混合成型和干燥焙烧，得到焙烧球团，并在浸出装置内利用碳酸钠溶液使焙烧球团中的铝和硅浸出，得到硅铝浸出液；再在沉铝装置内利用二氧化碳对硅铝浸出液进行沉铝处理得到氢氧化铝和沉铝余液；最后分别在焙烧装置和制二氧化硅单元对氢氧化铝和沉铝余液进行处理，得到高品质的三氧化二铝和二氧化硅。由此，通过采用本技术上述实施例的处理煤矸石的系统处理煤矸石，不仅流程短、能耗低，还可以同时提取煤矸石中的铝和硅，并得到纯度均大于99％的高品质三氧化二铝和二氧化硅，进而实现固废煤矸石的高效和无害化利用，具有较好的经济效益。另外，根据本技术上述实施例的处理煤矸石的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，所述进料区、所述预脱硅区、所述主反应区和所述出料区在所述转底炉的圆周周向上的弧度依次为25度、110-130度、155-175度和50度。由此，可以使干燥球团在预脱硅区和主反应区内充分反应，并得到焙烧球团。在本技术中，处理煤矸石的系统进一步包括：细磨装置，所述细磨装置设置在所述混料装置之前且与所述煤矸石入口相连。由此，可以使煤矸石与石灰石和菱镁矿充分接触，进而进一步提高后续干燥焙烧处理的效率和煤矸石中硅酸铝和游离二氧化硅的转化率。附图说明图1是根据本技术一个实施例的处理煤矸石的系统的结构示意图。图2是利用本技术一个实施例的处理煤矸石的系统处理煤矸石的方法流程图。图3是利用本技术又一个实施例的处理煤矸石的系统处理煤矸石的方法流程图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种处理煤矸石的系统，如图1所示，包括：混料装置100、成型装置200、干燥装置300、转底炉400、浸出装置500、沉铝装置600、焙烧装置700和制二氧化硅单元800。其中，混料装置100具有煤矸石入口110、石灰石入口120、菱镁矿入口130和混合物料出口140；成型装置200具有混合物料入口210、淀粉溶液入口220和混合球团出口230，混合物料入口210和混合物料出口140相连；干燥装置300具有混合球团入口310和干燥球团出口320，混合球团入口310和混合球团出口230相连；转底炉400内沿物料运动方向依次设置有进料区410、预脱硅区420、主反应区430和出料区440，进料区410具有干燥球团入口411，出料区440具有焙烧球团出口441，干燥球团入口411和干燥球团出口320相连；浸出装置500具有焙烧球团入口510、碳酸钠溶液入口520、硅铝浸出液出口530和不溶渣出口540，焙烧球团入口510和焙烧球团出口441相连；沉铝装置600具有硅铝浸出液入口610、二氧化碳入口620、氢氧化铝出口630和沉铝余液出口640，硅铝浸出液入口610与硅铝浸出液出口530相连；焙烧装置700具有氢氧化铝入口710和三氧化二铝出口720，氢氧化铝入口710与氢氧化铝出口630相连；制二氧化硅单元800具有沉铝余液入口810和二氧化硅出口820，沉铝余液入口810与沉铝余液出口640相连。根据本技术上述实施例的处理煤矸石的系统，可以依次利用混料装置100、成型装置200、干燥装置300和转底炉400对石灰石、菱镁矿和煤矸石进行混合成型和干燥焙烧，得到焙烧球团，并在浸出装置500内利用碳酸钠溶液使焙烧球团中的铝和硅浸出，得到硅铝浸出液；再在沉铝装置600内利用二氧化碳对硅铝浸出液进行沉铝处理得到氢氧化铝和沉铝余液；最后分别在焙烧装置700和制二氧化硅单元800对氢氧化铝和沉铝余液进行处理，得到高品质的三氧化二铝和二氧化硅。由此，通过采用本技术上述实施例的处理煤矸石的系统处理煤矸石，不仅流程短、能耗低，还可以同时提取煤矸石中的铝和硅，并得到纯度均大于99％的高品味三氧化二铝和二氧化硅，进而实现固废煤矸石的高效和无害化利用，具有较好的经济效益。下面参考图1对本技术上述实施例的处理煤矸石的系统进行详细描述。根据本技术的实施例，混料装置100具有煤矸石入口110、石灰石入口120、菱镁矿入口130和混合物料出口140；混料装置100适于对煤矸石、石灰石和菱镁矿进行混料处理，以便得到混合物料。根据本技术的具体实施例，专利技术人发现，煤矸石中SiO2的含量高达52-60重量％，Al2O3的含量高达28-38重量％，余为钙镁的杂质相，且煤矸石中的铝主要以硅酸铝的形式存在，本技术中通过将煤矸石、石灰石和菱镁矿进行混合成型处理，可以使混合球团在进行后续还原焙烧处理时能够有效利用石灰石中的氧化钙和菱镁矿中的氧化镁分别与煤矸石中的硅酸铝和游离二氧化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理煤矸石的系统，其特征在于，包括：混料装置，所述混料装置具有煤矸石入口、石灰石入口、菱镁矿入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口、淀粉溶液入口和混合球团出口，所述混合物料入口和所述混合物料出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合球团入口和干燥球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连；转底炉，所述转底炉内沿物料运动方向依次设置有进料区、预脱硅区、主反应区和出料区，所述进料区具有干燥球团入口，所述出料区具有焙烧球团出口，所述干燥球团入口和所述干燥球团出口相连；浸出装置，所述浸出装置具有焙烧球团入口、碳酸钠溶液入口、硅铝浸出液出口和不溶渣出口，所述焙烧球团入口和所述焙烧球团出口相连；沉铝装置，所述沉铝装置具有硅铝浸出液入口、二氧化碳入口、氢氧化铝出口和沉铝余液出口，所述硅铝浸出液入口与所述硅铝浸出液出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有氢氧化铝入口和三氧化二铝出口，所述氢氧化铝入口与所述氢氧化铝出口相连；制二氧化硅单元，所述制二氧化硅单元具有沉铝余液入口和二氧化硅出口，所述沉铝余液入口与所述沉铝余液出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理煤矸石的系统，其特征在于，包括：混料装置，所述混料装置具有煤矸石入口、石灰石入口、菱镁矿入口和混合物料出口；成型装置，所述成型装置具有混合物料入口、淀粉溶液入口和混合球团出口，所述混合物料入口和所述混合物料出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合球团入口和干燥球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连；转底炉，所述转底炉内沿物料运动方向依次设置有进料区、预脱硅区、主反应区和出料区，所述进料区具有干燥球团入口，所述出料区具有焙烧球团出口，所述干燥球团入口和所述干燥球团出口相连；浸出装置，所述浸出装置具有焙烧球团入口、碳酸钠溶液入口、硅铝浸出液出口和不溶渣出口，所述焙烧球团入口和所述焙烧球团出口相连；沉铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩佩，古明远，王敏，王健月，王福佳，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32