粉煤灰的综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种粉煤灰的综合利用方法，包括步骤：S1、将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料；S2、将氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣；该气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物及铝的氯化物；S3、将氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣；S4、将浮选尾渣进行焙烧，获得石英粉。根据本发明专利技术的综合利用方法，将粉煤灰中的各种有价资源分别进行了分离回收再利用，为粉煤灰的高值化利用开辟了新的途径，达到提高资源综合利用率、减少环境污染的目的；并且在粉煤灰的综合回收利用过程中，几乎没有有毒有害废渣、废水产生，工艺环保、技术可靠。

Comprehensive utilization method of fly ash

The invention discloses a method for comprehensive utilization of fly ash, which comprises the following steps: S1, fly ash and carbon source mixing and balling or pressing block, obtain raw material S2, chloride chloride; raw materials from 500 to 1300 DEG C under 10min ~ 10h chloride, chloride and chloride obtained gaseous product of the gaseous tailings; chloride product by condensation recovery, chloride and aluminum chloride, to obtain the silicon iron chloride; S3, chloride residue after crushing by flotation and filtration, flotation, obtain carbon alkali / alkaline earth metal chloride wastewater and flotation tailings; flotation tailings, S4 will get into the roasting, quartz powder. According to the comprehensive utilization of the method of the invention, the fly ash in the valuable resources were separated and reused for fly ash, a new way to develop high value utilization, improve the comprehensive utilization of resources and reducing the pollution to the environment; and in the comprehensive recovery and utilization of coal ash in the process, almost no toxic and hazardous waste, waste water, environmental protection technology, reliable technology.

【技术实现步骤摘要】
粉煤灰的综合利用方法
本专利技术属于工业废物综合利用
，具体地讲，涉及一种粉煤灰的综合利用方法。
技术介绍
粉煤灰是燃煤锅炉烟气中收集的粉尘和炉底渣，以及燃煤电厂生产过程中产生的脱硫、脱硝灰渣，主要来源于火力发电厂、冶炼厂、化工厂等用煤企业。近年来，我国燃煤电厂粉煤灰产量巨大且增长迅速，2011年火电厂粉煤灰排放总量为4.96亿吨，2012年粉煤灰排放量达到5.70亿吨，到2014年已达到5.78亿吨，预计到2020年粉煤灰的总堆存量将达到30多亿吨。粉煤灰的大量堆存不仅占用大片的耕地、破坏生态环境，还会造成粉煤灰中大量有价资源的浪费，因而寻求适宜的处理或利用粉煤灰的方法十分必要。但目前，国内粉煤灰的利用途径主要是用于建材、筑路、工程回填等，利用率不到70％，且其中的氧化铝、二氧化硅、氧化铁等有价资源并没有发挥最高价值，经济效益低下，因此开发粉煤灰资源化利用的新途径和制备高附加值的粉煤灰衍生品意义重大。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种粉煤灰的综合利用方法，该综合利用方法为粉煤灰的高值化利用开辟了新的途径，达到提高资源综合利用率、减少环境污染的目的。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种粉煤灰的综合利用方法，包括步骤：S1、将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料；S2、将所述氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣；其中，所述气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物；S3、将所述氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣；S4、将所述浮选尾渣进行焙烧，获得石英粉。进一步地，在所述步骤S1中，所述氯化原料中还包括添加剂；其中，所述添加剂的质量与所述粉煤灰与所述碳源的质量之和之比不超过10％。进一步地，所述添加剂选自羧甲基纤维素钠、水溶性淀粉、预糊化淀粉、氯化钾、氯化钠、三氧化二硼、硼砂中的至少一种。进一步地，所述粉煤灰与所述碳源的质量之比为10:4～10:1。进一步地，所述碳源选自焦炭、烟煤、无烟煤、木炭、活性炭、石墨、竹炭中的至少一种。进一步地，在所述步骤S3中，浮选时所用的捕收剂为煤油或柴油，起泡剂为杂醇、仲辛醇、二号油中的至少一种；其中，所述捕收剂的用量为500g/t～5000g/t，所述起泡剂的用量为20g/t～2000g/t。进一步地，在所述步骤S4中，焙烧时的焙烧温度为1000℃～1300℃，焙烧时间为5min～60min。进一步地，在所述步骤S2中，氯化时的氯化剂为氯气。进一步地，在所述步骤S2中，氯化时的氯化装置为竖炉或回转窑。进一步地，在所述步骤S2中，将所述气态氯化产物进行冷凝回收的具体方法为：将所述气态氯化产物在200℃～260℃下冷凝，获得所述铁的氯化物以及第一冷凝气态产物；将所述第一冷凝气态产物在60℃～180℃下冷凝，获得所述铝的氯化物以及第二冷凝气态产物；将所述第二冷凝气态产物在55℃以下冷凝，获得所述硅的氯化物。本专利技术的有益效果：(1)粉煤灰经碳热氯化反应，直接得到无水的气态的铝、铁、硅的氯化物，后续分离提纯工艺简单，可以高效地回收粉煤灰中的铝、铁、硅等资源，并易于实现其与氯化尾渣的分离；(2)氯化尾渣中主要含有石英、碱金属和碱土金属的氯化物以及未反应的残炭等，通过浮选工艺可实现石英矿物与可溶性氯化物以及大部分炭的分离，而后再经过一步焙烧除炭，可以得到纯度较高的石英砂；(3)根据本专利技术的综合利用方法，其中粉煤灰的综合回收利用的过程几乎没有有毒有害废渣、废水产生，工艺环保、技术可靠。具体实施方式以下，将来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种物质，但是这些物质不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个物质与另一个物质区分开来。本专利技术提供了一种粉煤灰的综合利用方法，该综合利用方法能够对粉煤灰中的各种有价资源进行充分的分离以及回收再利用，是一种全新的粉煤灰高值化利用的途径。该综合利用方法具体包括如下步骤：步骤S1：将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料。具体来讲，粉煤灰与碳源的质量之比为10:4～10:1，且该碳源可选自焦炭、烟煤、无烟煤、木炭、活性炭、石墨、竹炭中的任意一种或至少两种的混合；此处碳源起到了在后续氯化过程中的催化以及促进氯化反应进行的作用，因此当采用多种物质混合作为碳源时，无需具体控制各组分的用量比例。粉煤灰作为一种工业废渣、及碳源均属于大块体、粗粒径的物质，因此一般需要将氯化原料进行破碎、球磨等操作，以使各物质混合更为均匀；混匀后再以造球或压块等方式处理获得氯化原料，以方便后续氯化过程中的操作。优选地，为了减小粉煤灰和碳源在混合之前的破碎操作的程度，在氯化原料中还可包括添加剂，即将粉煤灰、碳源与添加剂混合形成氯化原料，如此，即可不必将粉煤灰以及碳源的粒径破碎至太小；且控制添加剂的质量不超过粉煤灰与碳源总质量的10％，添加剂具体可选自羧甲基纤维素钠、水溶性淀粉、预糊化淀粉、氯化钾、氯化钠、三氧化二硼、硼砂中的任意一种或至少两种的混合。步骤S2：将氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣。具体地，一般采用竖炉或回转窑作为氯化原料的氯化装置即可，并且优选以氯气作为氯化剂；即将氯化原料置于氯气氛围内进行氯化。更为具体地，经氯化获得的气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物。一般地，可通过分步冷凝回收的方式达到分离铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物的目的，具体参照下述步骤：(1)将气态氯化产物在200℃～260℃下冷凝，获得铁的氯化物以及第一冷凝气态产物；(2)将第一冷凝气态产物在60℃～180℃下冷凝，获得铝的氯化物以及第二冷凝气态产物；(3)将第二冷凝气态产物在55℃以下冷凝，获得硅的氯化物。如此，通过步骤S2即实现了将粉煤灰中的铝、铁、硅进行分离回收的目的，并且在上述物质回收的过程中，其先以气态氯化物形式逸出，也方便与氯化尾渣进行较为充分的分离。值得说明的是，本领域技术人员将理解的是，上述粉煤灰中的铝、铁、硅的分离回收是一种初步的处理，并不代表所有的铝、铁、硅均得以回收，并且回收物中也不仅仅只有铁的氯化物、铝的氯化物或硅的氯化物，三者仅是回收物中的主要成分。步骤S3：将氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣。氯化尾渣经破碎后，在捕收剂和起泡剂的双重作用下进行浮选，获得了炭浮选物，再将混合的碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣通过过滤进行分离；如此，即将炭、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣进行了分离，并可对炭进行回收再利用。具体来讲，浮选时所用的捕收剂为煤油或柴油，起泡剂为杂醇、仲辛醇、二号油中的至少一种；且一般为了节约试剂并合理控制浮选效果，优选控制捕收剂的用量为500g/t～5000g/t，起泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤灰的综合利用方法，其特征在于，包括步骤：S1、将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料；S2、将所述氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣；其中，所述气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物；S3、将所述氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣；S4、将所述浮选尾渣进行焙烧，获得石英粉。

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰的综合利用方法，其特征在于，包括步骤：S1、将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料；S2、将所述氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣；其中，所述气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物；S3、将所述氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣；S4、将所述浮选尾渣进行焙烧，获得石英粉。2.根据权利要求1所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述氯化原料中还包括添加剂；其中，所述添加剂的质量与所述粉煤灰与所述碳源的质量之和之比不超过10％。3.根据权利要求2所述的综合利用方法，其特征在于，所述抑破添加剂选自羧甲基纤维素钠、水溶性淀粉、预糊化淀粉、氯化钾、氯化钠、三氧化二硼、硼砂中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一所述的综合利用方法，其特征在于，所述粉煤灰与所述碳源的质量之比为10:4～10:1。5.根据权利要求4所述的综合利用方法，其特征在于，所述碳源选自焦炭、烟煤、无烟煤、木炭、活性炭、石墨、竹...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，刘艳，段东平，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63