一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备氧化铝联产水泥的方法，尤其涉及一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥的方法。它包括生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、氢氧化铝制备、氧化铝制备和在对熟料溶出过程中产生的残渣用于制备水泥的工艺步骤。本发明专利技术采用严格控制配料的碱比和钙比，可使粉煤灰中的氧化铝在高温下充分反应，再在常压下有效溶出，氧化铝的提取率可达到９０％以上。本发明专利技术的烧结温度比石灰石烧结法低２００℃左右，能耗较之低，残渣可制备水泥，充分利用，符合国家环保、节能、循环经济政策。本发明专利技术所用设备均为氧化铝工业和水泥工业常用设备，利于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备氧化铝联产水泥的方法，尤其涉及一种利用粉煤灰 制备氧化铝联产水泥的方法。
技术介绍
粉煤灰是燃煤电厂排出的固体废弃物。目前，我国粉煤灰年排放量上亿 吨，我国粉煤灰的总堆存量有十几亿吨。大量粉煤灰的排放不仅侵占大量土 地，而且严重污染环境，构成了对生态和环境的双重破坏。因此开展粉煤灰 的综合利用具有重大现实意义和长远战略意义。同样，我国是一个铝资源不富有的国家，有资料报道了我国45种主要矿产对2010年需求的保证程度， 有10种矿产属于不能保证，其中包括铝土矿。按着目前氧化铝产量的增长速 度和铝土矿开采、利用中的浪费，即使考虑到远景储量，我国的铝土矿的保 障年限也很难达到50年。所以，解决这种资源危机的方法有两种 一是合理 利用现有铝土矿资源；二是积极找寻并利用其他含铝资源。而氧化铝是粉煤 灰的主要成分之一，其质量分数一般为15%~40%，最高可达58%。所以，开 展从粉煤灰中提取氧化铝的研究工作可以解决粉煤灰的污染，变废为宝。目前，从粉煤灰中提取氧化铝的研究比较成熟的有石灰石烧结法。2004 年12月内蒙古自治区科技厅召开了蒙西高新技术集团有限公司研究开发的 "粉煤灰提取氧化铝联产水泥产业化技术"项目科技成果鉴定会，采用的就是 改进的碱石灰烧结法，该集团自主完成了近5000吨级的中试，并取得多项专利。但石灰石烧结法提取粉煤灰中氧化铝存在烧结温度高，能耗大，成本高等问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题本专利技术提供一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥的 方法，目的是使粉煤灰中氧化铝提取率高，残渣提取水泥综合利用，降低能耗。为实现上述目的本专利技术，它 包括下述步骤生料浆制备将粉煤灰、石灰和碱液混合配成生料浆；熟料 烧结生料浆高温烧结，制备出含铝酸钠、铁酸钠和硅酸二钙的熟料；熟料 溶出溶出温度70 9(TC,得到粗液和残渣，分离洗涤不溶残渣；氢氧化铝制 备将粗液进行脱硅后，采用碳酸化分解制备细颗粒氢氧化铝或将粗液直接 进行碳酸化分解，得到高硅粗制氢氧化铝，高硅氢氧化铝再经过拜耳法溶出、晶种分解制备粗颗粒氢氧化铝；氧化铝制备氢氧化铝在1100-1400i:下焙烧， 得到冶金级氧化铝；再将熟料溶出过程中产生的残渣用于制备水泥。所述的生料浆制备过程配料CaO与Si02的摩尔比为1.8 2.4， Na20与 八1203的摩尔比为0.8-1.6。所述的石灰石煅烧产生的C02用于铝酸钠溶液碳酸化分解过程。 所述的熟料烧结过程中产生的C02用于铝酸钠溶液碳酸化分解过程。 所述的熟料烧结温度1100~1600°C，优选1200 1400°C。 所述的熟料溶出采用一段磨溶出或二段磨溶出中的一种。 所述的在对熟料溶出过程中产生的钙硅渣经洗涤后用于制备水泥。 所述的粗液经过脱硅得到铝酸钠精液，通入C02进行碳酸化分解，得到细颗粒氢氧化铝。所述的脱硅方法包括加压脱硅和加入石灰乳深度脱硅。 所述的粗液直接通入C02进行碳酸化分解，得到高硅氢氧化铝。所述的拜耳法溶出过程溶出温度105~195°C，停留时间10 卯min，循环 碱液Na2OK100~200g/l。所述的通入C02进行碳酸化分解碳分过程在碳分槽内进行，采用常压碳分或加压碳分中的一种。所述的晶种分解过程在种分槽内进行，采用一段分解或二段分解中的一种。所述的细颗粒氢氧化铝在1100 140(TC下焙烧，得到粉状氧化铝。 所述的粗颗粒氢氧化铝在1100 140(TC下焙烧，得到砂状氧化铝。 本专利技术的优点效果本专利技术采用严格控制配料的碱比和钙比，可使粉煤 灰中的氧化铝在高温下充分反应，再在常压下有效溶出，氧化铝的提取率可 达到90%以上。本专利技术的烧结温度比石灰石烧结法低20(TC左右，能耗较之低， 残渣可制备水泥，充分利用，符合国家环保、节能、循环经济政策。本专利技术 所用设备均为氧化铝工业和水泥工业常用设备，利于产业化。 附图说明图l为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式 实施例l原料粉煤灰组成为A1203: 40%、 Si02: 48%、 Fe203: 3%、 CaO: 3%、 Ti02: 1%。原料粉煤灰的组成也可以采用其它组成成分及具体用量，任何常规的粉煤灰均可以，这不能用于限定本专利技术的保护范围。石灰石在120(TC煅烧得到活性石灰；粉煤灰、石灰、Na2C03和少量煤粉 混合配料，其中CaO与Si02的摩尔比为2: 1， NazO与八1203的摩尔比为1: 1,制备出生料浆；将生料浆在120(TC烧结，得到含铝酸钠、铁酸钠和硅酸二 钙的熟料；熟料破碎后在8(TC下采用一段磨溶出，得到粗液和残渣，产生的 钙硅渣经洗涤后用于制备水泥；铝酸钠溶液粗液在165"C下加压脱硅，再加入 石灰乳进行深度脱硅，得到铝酸钠溶液精液；向铝酸钠精液中通入在煅烧石 灰石时产生的co2，在碳分槽内采用常压碳分进行碳酸化分解，得到细颗粒 氢氧化铝。制备的氢氧化铝在115(TC焙烧得到符合标准的冶金级粉状氧化铝。 经检测粉煤灰中氧化铝提取率为92%。实施例2粉煤灰组成与实施例1中相同。石灰石在120(TC煅烧得到活性石灰。粉煤灰、石灰、Na2C03和少量煤粉 混合配料，其中CaO与Si02的摩尔比为1.8: 1， Na20与八1203的摩尔比为 0.8: 1，制备出生料浆。将生料浆在110(TC烧结，得到含铝酸钠、铁酸钠和 硅酸二钙的熟料；熟料在7(TC下破碎采用二段磨溶出，得到粗液和残渣，产 生的钙硅渣经洗涤后用于制备水泥；向粗液中通入煅烧石灰石时产生的C02， 在碳分槽内采用加压碳分进行碳酸化分解，得到高硅氢氧化铝；将高硅氢氧 化铝在16(TC下用Na2O180g/L的碱溶液加压溶解，停留时间40min，固液分 离后得到纯净的铝酸钠溶液；在种分槽内向铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种 采用一段分解，分解初温75'C、终温54-C,种子比2.5，苛性碱浓度150gT1， 分解时间48h，制备出粗颗粒氢氧化铝；碱液经蒸发浓縮后可循环使用；制备的氢氧化铝在110(TC煅烧得到符合标准的冶金级砂状氧化铝。经检测粉煤灰 中氧化铝提取率为90.5%。 实施例3粉煤灰组成与实施例1中相同。石灰石在120(TC煅烧得到活性石灰。粉煤灰、石灰、Na2C03和少量煤粉 混合配料，其中CaO与Si02的摩尔比为2.4: 1, Na20与A1203的摩尔比为 1.6: 1，制备出生料浆；将生料浆在140(TC烧结，得到含铝酸钠、铁酸钠和 硅酸二钙的熟料；熟料在90。C破碎采用二段磨溶出，得到液粗液和残渣，产 生的^硅渣经洗涤后用于制备水泥；向粗液中通入煅烧石灰石时产生的C02， 在碳分槽内采用加压碳分进行碳酸化分解，得到高硅氢氧化铝；将高硅氢氧 化铝在20(TC下用Na2O200g/L的碱溶液加压溶解，停留时间60min,固液分 离后得到纯净的铝酸钠溶液；在种分槽内向铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种 采用二段分解，向铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种，分解初温75°C、终温54°C， 种子比2.5，苛性碱浓度150gT1，分解时间48h，制备出粗颗粒氢氧化铝；碱 液经蒸发浓縮后可循环使用；制备的氢氧化铝在140(TC煅烧得到符合标准的 冶金级砂状氧化铝。经检测粉煤灰中氧化铝提取率为93%。 实施例4粉煤灰组成与实施例l中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥的方法，其特征在于包括下述步骤：　生料浆制备：将粉煤灰、石灰和碱液混合配成生料浆；　熟料烧结：生料浆高温烧结，制备出含铝酸钠、铁酸钠和硅酸二钙的熟料；　熟料溶出：溶出温度７０～９０℃，得到粗 液和残渣，分离洗涤不溶残渣；　氢氧化铝制备：将粗液进行脱硅后，采用碳酸化分解制备细颗粒氢氧化铝或将粗液直接进行碳酸化分解，得到高硅粗制氢氧化铝，高硅氢氧化铝再经过拜耳法溶出、晶种分解制备粗颗粒氢氧化铝；　氧化铝制备：氢氧化铝在１ １００～１４００℃下焙烧，得到冶金级氧化铝；　在对熟料溶出过程中产生的残渣用于制备水泥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李来时，廖新勤，周凤禄，刘瑛瑛，
申请(专利权)人：沈阳铝镁设计研究院，
类型：发明
国别省市：89[]