一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法技术

一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法，包括以下步骤：（1）化学选矿；（2）碱浸生产氧化铝；（3）制备生料浆；（4）烧结制备熟料；（5）熟料溶出及分离洗涤；（6）制备雪硅钙石前驱体原始浆料；（7）水热合成制备雪硅钙石前驱体；（8）水热合成制备雪硅钙石浆体。本发明专利技术有效解决了现有技术中石灰石消耗量大、能源消耗量大和渣量大的问题和缺陷；既可以生产雪硅钙石，还可以生产氧化铝，既实现了替代硅矿物资源，又实现了替代了铝土矿资源、还节约了土地等资源，还可以实现了大规模经济生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉煤灰的综合利用方法，特别涉及一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法。
技术介绍
在我国内蒙古中西部、山西北部等地区的部分煤田中蕴藏丰富的高铝煤炭资源，远景储量近1000亿吨，折合高铝粉煤灰量约 150 亿吨，相当于我国目前铝土矿保有储量的 8 倍以上，并且部分粉煤灰中的氧化铝含量可达到 40~50％，这种粉煤灰一般称作高铝粉煤灰。粉煤灰从电厂发电角度是主要固废物，但由于高铝煤炭燃烧产生的高铝粉煤灰中的氧化铝含量可达35~45%，有的甚至高达50%以上，硅含量一般在35%以上。高铝粉煤灰是宝贵的含硅原料和含铝原料，具有较高的经济开发价值。目前高铝煤炭主要作为火力发电的燃料燃烧，上述地区积存的高铝粉煤灰固体废物早已超过1亿吨，而且每年还在以约2500万吨的规模增长。2010年，如准格尔煤田生产的1亿吨煤炭产量中，除4000万吨用于蒙西地区的16座火力发电厂，年产出高铝粉煤灰1270万吨，其它6000万吨高铝煤炭被运到区外分散燃烧。高铝煤炭大量地分散燃烧、混烧掺烧，降低了高铝粉煤灰的氧化铝含量，损害了铝元素高端化利用价值，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）化学选矿：将粉煤灰放入装有化学选矿溶剂的配料槽进行配料，化学选矿溶剂含Na2O 30~120g/L，含SiO2 ≤5g/L；配料比例按化学选矿溶剂与粉煤灰重量比为3~9；然后经化学选矿处理，反应温度70~120℃、反应时间30~600 min；获得的化学选矿浆液经过水平带式过滤机进行连续分离及洗涤，获得洗涤滤渣和粗制硅酸钠溶液；将洗涤滤渣再次洗涤后制成水重量含量在30~45%的粉煤灰精矿；（2）碱浸生产氧化铝：将粉煤灰精矿用铝酸钠溶液浸出，所述的铝酸钠溶液的中Na2Oｋ浓度为180~245g/L，Na2O+K2O...

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）化学选矿：将粉煤灰放入装有化学选矿溶剂的配料槽进行配料，化学选矿溶剂含Na2O 30~120g/L，含SiO2 ≤5g/L；配料比例按化学选矿溶剂与粉煤灰重量比为3~9；然后经化学选矿处理，反应温度70~120℃、反应时间30~600 min；获得的化学选矿浆液经过水平带式过滤机进行连续分离及洗涤，获得洗涤滤渣和粗制硅酸钠溶液；将洗涤滤渣再次洗涤后制成水重量含量在30~45%的粉煤灰精矿；
（2）碱浸生产氧化铝：将粉煤灰精矿用铝酸钠溶液浸出，所述的铝酸钠溶液的中Na2Oｋ浓度为180~245g/L，Na2O+K2O与Al2O3的摩尔比为2.5~3.2，粉煤灰精矿与铝酸钠溶液的混合比例按全部物料中Na2O+K2O与Al2O3的摩尔比为1.53~1.6，浸出温度为255~280℃，反应时间为30~120min；浸出完成后经多级闪蒸回收余热后降到常压状态，获得碱浸浆液；向碱浸浆液中添加稀释溶液获得稀释碱浸渣浆液，稀释溶液的加入量按稀释碱浸渣浆液中Na2Oｋ浓度为130~165g/L控制；然后将稀释碱浸渣浆液进行常压脱硅反应，获得常压脱硅浆液；用水平胶带式过滤机进行多次反向洗涤分离，获得分离溶液、碱浸渣洗涤液和粉煤灰碱浸渣洗涤料；分离溶液经过自动叶滤机精制，获得固体浮游物小于15mg/L的精制铝酸钠溶液；精制铝酸钠溶液采用加氢氧化铝晶种梯度降温分解生产砂状氢氧化铝及氧化铝，此过程中产生的分解母液进行蒸发处理，获得Na2Oｋ浓度为180~245 g/L的铝酸钠溶液，然后循环使用；碱浸渣洗涤液中Na2Oｋ浓度为50~70g/L；
（3）制备生料浆：将粉煤灰碱浸渣洗涤料、石灰石和无烟煤混合后配制成生料浆：配制比例按生料浆中主CaO与SiO2的摩尔比为1.95~2.05，副CaO与TiO2的摩尔比为1，主CaO与副CaO之和为生料浆中的全部CaO；Na2O和K2O的总摩尔数为总碱摩尔数，Al2O3和Fe2O3的总摩尔数为总铝铁摩尔数，总碱摩尔数与总铝铁摩尔数的比值为0.85~1.1，生料浆中水的重量含量为35~45%，并且生料浆的固体部分中粒度≥300μm的物料占全部固体部分物料≤5%；当总碱摩尔数不足时加入工业碳酸钠调节；
（4）烧结制备熟料：将生料浆用出口压力达2.0~5.0MPa的料浆泵经喷枪喷入法送入熟料烧结窑进行烧结，烧结温度为1040~1350℃，烧结时间为 10~60 min，烧结完成后冷却至常温筛分破碎至粒度≤15 mm，获得烧结粉料作为熟料；
（5）熟料溶出及分离洗涤：准备熟料溶出调整液，熟料溶出调整液中Al2O3 浓度为45~70g/L，全部熟料溶出调整液与熟料的重量比为3~6；将熟料送入棒磨机或球磨机的同时，加入熟料重量0.6~2倍的熟料溶出调整液，进行湿法磨矿溶出；其余的熟料溶出调整液加入到棒磨机或球磨机配套的分级机内；控制溶出温度为68~78℃，溶出时间为10~30min；溶出后获得的溶出浆液的固体含量为100~300g/L；溶出浆液经沉降或过滤分离，获得固相和液相；将固相进行洗涤处理，获得水重量含量在30~45%的硅酸二钙洗涤料；液相为含硅铝酸钠的熟料溶出液，含Al2O3 80~140g/L，含SiO2 3~7g/L；将含硅铝酸钠的熟料溶出液或步骤（2）中的碱浸渣洗涤液作为步骤（4）中的稀释溶液；
（6）制备雪硅钙石前驱体原始浆料：将硅酸二钙洗涤料与硅酸钠溶液进行配料，配料比按Ca与Si的摩尔比为0.65~0.84，然后与重量为3~20倍的水混合并搅拌均匀，获得雪硅钙石前驱体原始浆料；所述的硅酸钠溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光柱，崔德成，于海燕，涂赣峰，潘晓林，毕诗文，黎娜，
申请(专利权)人：东北大学设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21