【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体废物高值减量化，具体涉及一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法，还涉及上述方法在粉煤灰高值利用中的应用。
技术介绍
1、据统计目前我国火力发电在全国发电总量占比中超71％，依然是我国供电主要来源，而且起着兜底保供的重要作用。粉煤灰是煤粉在高温的燃煤锅炉中燃烧后形成的灰分产物，是现代燃煤电厂的主要副产品。近年来随着电力工业的迅速发展，粉煤灰排放量急剧增加，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。粉煤灰高值利用技术是提高粉煤灰综合利用率和综合利用经济效益的重要手段，国内外都十分重视。
2、粉煤灰主要由硅铝铁等的氧化物组成，其中铝硅氧化物含量通常在75％以上，在铝硅的分离提取方面目前已经研发了许多技术。
3、从粉煤灰提取白炭黑的方法主要有沉淀法和气相法(cn101214961b)两类。与气相法相比，沉淀法具有成本低的优点。目前的沉淀法主要是采用碱性条件溶出硅，然后碳分沉淀制备白炭黑(cn101306819b、cn101591020a、cn104556056b和cn104649279a)。目前并未能真正实现产业化，一方面是粉煤灰中硅铝作为高温烧结产物活性较低，导致碱性溶出率较低，所以较多研究采用预脱硅过程溶出的硅制备白炭黑，其它不能溶出部分则通过高温固相反应转变为硅酸钙脱硅提铝(cn101306926b)；另一方面原因是通过碱浸提或碱共熔融法溶出的硅亦伴随着铝的溶出，碳分沉硅因硅酸对铝和其它阳离子的强吸附而使得白炭黑的纯度较低。因此，从粉煤灰提取高纯、高提取率的白炭黑依然是目前要解决的
4、从粉煤灰提取氧化铝的方法由于硅铝碱性条件下的可溶性和酸性条件下硅酸对铝钙铁等的强吸附，所以一般都需要先脱硅然后再提铝。存在的问题主要是受目前脱硅方法不管是酸性碳分脱硅法还是碱共熔焙烧熟料法等的影响，铝提取效率并不是很高。铝提取的方法则通常采用先除铁然后再沉铝，除铁的方法通常采用碱性条件使铁转变为氢氧化铁沉淀除去(cn105197973b，cn100457628c)，沉铝则是通过碳分至ph＝10～12使铝转变为氢氧化铝沉淀提取的方法。
5、公开号为cn101891224a的专利技术专利提供了一种利用赤泥和粉煤灰生产氧化铝和白炭黑的方法，该方法将粉煤灰和赤泥与氢氧化钠或碳酸钠按照一定的比例进行配料，经过煅烧、酸浸、浓缩、结晶、热分解、水洗涤、种分、焙烧等工艺，制得氧化铝和白炭黑。该方法对煅烧的物料用酸进行浸取，得到溶液以及主要成分为sio2的酸渣，然后从酸渣中直接提取白炭黑、从溶液中热解脱酸碱溶提铝。实际上，由于酸性条件下产生的白炭黑(二氧化硅水合物)对铝铁等具有强烈的吸附性，导致大部分铝铁随硅共存在一起，要么在溶液中(硅酸分子聚合胶凝前)、要么进入到酸渣中(硅酸分子聚合胶凝后)，因此该工艺并不能有效实现铝硅的分离、所得白炭黑和铝的纯度都较低。
6、综上所述，从粉煤灰中高效脱硅、有效实现铝硅分离是制约硅铝提取效率和纯度的关键，因此要提高粉煤灰中硅铝的提取效率，需要建立更为有效的提硅或硅铝分离的方法，以减少脱硅过程铝的损失。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法在粉煤灰高值利用中的应用。
3、本专利技术实现目的之一采用的技术方案是：一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1、将粉煤灰与碱剂按照一定比例混合，经焙烧处理得到焙烧物；
5、s2、将所述焙烧物用水溶解得到第一混合物，对第一混合物进行酸化处理至ph<4，固液分离得滤液a和滤渣a；
6、s3、将所述滤液a脱除水分得到固体，将所述固体用水重新溶解得到第二混合物，固液分离得到滤液b和滤渣b；
7、s4、将所述滤渣b加热处理得到白炭黑；
8、s5、持续搅拌条件下，向所述滤液b中加入碱的水溶液，调ph至ph>12.5，固液分离并洗涤沉淀，得到滤液c和氢氧化铁沉淀；
9、s6、持续搅拌条件下，对所述滤液c进行酸化处理至ph＝6～10，固液分离得氢氧化铝沉淀；
10、s7、对所述氢氧化铝沉淀进行加热处理，得到氧化铝。
11、在本专利技术提供的方法中，为了实现硅铝的高效分离，在对焙烧产物进行酸化后立即进行固液分离以除去粉煤灰中不溶固体，与现有生石灰脱硅技术相比可有效实现灰渣的减量化；此时浸提出的铝硅铁等组分全部转移至溶液中，然后进行脱水处理而不是沉淀硅酸、并立即进行铝硅的分离。脱水后的固体用水重新溶解，铝铁进入液相而硅则失活以固相存在，从而实现硅与铝铁等的高效分离。本专利技术有效解决了目前铝硅分离难的问题，为粉煤灰工业高附加值利用提供了一种更加经济有效的方法。
12、进一步地，步骤s1中，粉煤灰与碱剂的质量比为1：(0.5～4)，所述碱剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种的组合。
13、进一步地，步骤s1中，焙烧处理的温度为600～900℃，时间为0.2～2h。
14、进一步地，步骤s2中，酸化处理采用浓度为0.1～10mol/l的盐酸和/或硫酸。
15、优选地，步骤s2中，滤渣a与步骤s1中粉煤灰的质量比≤30％。
16、进一步地，步骤s3中，脱除水分采用加热的方式进行，加热时间为1～10h。
17、进一步地，步骤s3中，将所述固体用水重新溶解得到第二混合物，固液比质量比为1:10～5:1。
18、进一步地，步骤s4中，加热处理的温度80～450℃，时间为0.5～2h。
19、进一步地，步骤s5中，所述碱的水溶液选自浓度为0.1～2mol/l的naoh的水溶液。优选地，naoh的水溶液的浓度为1mol/l。
20、进一步地，步骤s6中，所述酸化处理采用向滤液c中加入盐酸和/或硫酸，或采用向滤液c中通入co2的方式进行。
21、进一步地，步骤s7还包括：对所述氢氧化铁沉淀进行加热处理，得到磁性铁氧化物。
22、优选地，步骤s7中，加热处理的温度为500～900℃，时间为20～80min。
23、本专利技术实现目的之二采用的技术方案是：提供一种根据本专利技术目的之一所述的方法在粉煤灰高值利用中的应用。
24、进一步地，所述粉煤灰经处理后，得到的白炭黑和氧化铝的纯度均高于95％。同时，该方法对于粉煤灰中的白炭黑和氧化铝的提取效率高达90％以上，远高于现有工艺技术的提取率，而且产生的灰渣少，灰渣量低于粉煤灰用量的30％。该处理过程中产生的滤液还可以用于回收氯化钠和/或硫酸钠盐，实现了粉煤灰的高附加值利用和减量化。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
26、(1)本专利技术提供的一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法，在对焙烧产物进行酸化处理后，得到含有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，粉煤灰与碱剂的质量比为1：(0.5～4)，所述碱剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，焙烧处理的温度为600～900℃，时间为0.2～2h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，酸化处理采用浓度为0.1～10mol/L的盐酸和/或硫酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，加热处理的温度为80～450℃，时间为0.5～2h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述碱的水溶液选自浓度为0.1～2mol/L的NaOH的水溶液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中，酸化处理采用向滤液C中加入盐酸和/或硫酸，或采用向滤液C中通入CO2的方式进行。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中，所述加热处理的温度为500～900
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的方法在粉煤灰高值利用中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述粉煤灰经处理后，得到的白炭黑和氧化铝的纯度均高于95％。
...【技术特征摘要】
1.一种从粉煤灰中高效提取白炭黑和氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，粉煤灰与碱剂的质量比为1：(0.5～4)，所述碱剂包括碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，焙烧处理的温度为600～900℃，时间为0.2～2h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，酸化处理采用浓度为0.1～10mol/l的盐酸和/或硫酸。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，加热处理的温度为80～450℃，时间为0.5～2h。...
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