[发明专利]利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸工艺方法

权利要求书

1.一种利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸的工艺方法，其特征在于运用纯碱和烧碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融-烧碱碱熔-水解-碳化-苛化，实现同时提取煤矸石中的氧化铝和二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及碳酸钙：

(1)纯碱碱融：将煤矸石粉与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理。

(2)水淬：将碱融处理得到的熔融体熟料趁高温迅速进行水淬，得到固体细粒料；水淬液用于溶解后道湿磨工序得到的浆料。

(3)湿磨：将水淬得到的固体细粒料进行湿磨，得到浓稠浆料。

(4)浆料溶解：将湿磨得到的浓浆料进行稀释、溶解，溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱碱熔工序。

(5)烧碱碱熔：将浆料溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行溶解，得到浓浆料；对浓浆料进行加热处理，得到干粉。

(6)干粉溶解：将烧碱碱熔得到的干粉进行溶解，溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼进入下道烧碱溶出工序。

(7)烧碱溶出：将干粉溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行搅拌溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液输入后道稀释水解工序生产氢氧化铝，滤饼经洗涤作为滤渣。

(8)稀释水解：将前面浆料溶解、干粉溶解及烧碱溶出得到的滤液合并，进行稀释水解；水解后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为氢氧化铝，滤液输入下道第一碳化工序。

(9)第一碳化：将稀释水解得到的滤液，用二氧化碳气体进行第一次碳酸化处理；第一碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为氢氧化铝，滤液输入下道第二碳化工序。

(10)第二碳化：将第一碳化得到的滤液，用二氧化碳气体进行第二次碳酸化处理；第二碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为硅酸，滤液分别输入下道第三碳化工序和苛化工序。

(11)第三碳化：将第二碳化得到的滤液，取需要的量，用二氧化碳气体进行第三次碳酸化处理；第三碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤液重新用作下一批第三碳化的料液，滤饼为碳酸氢钠，进入下道干燥工序。

(12)干燥：将第三碳化得到的滤饼碳酸氢钠，进行干燥处理，得到纯碱粉和含尘尾气；含尘尾气经过净化处理后排放，纯碱粉循环供头道纯碱碱融工序使用。

(13)苛化：将第二碳化得到的滤液，取需要的量，进行苛化处理；苛化结束后，过滤，得到滤饼和滤液，滤饼经洗涤为碳酸钙，滤液为氢氧化钠稀溶液，经过浓缩得到浓烧碱溶液，循环用于前面烧碱碱熔、烧碱溶出两道工序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的将煤矸石粉与循环中的纯碱粉混合后进行碱融处理，是将60-200目的煤矸石粉与纯碱粉按照质量比煤矸石粉∶纯碱粉＝1∶0.41-2.26，具体用量按照摩尔比Al₂O₃∶Na₂CO₃＝1∶1与SiO₂∶Na₂CO₃＝1∶0.2-2.1之和计算，在1000-1350℃温度下反应30-45分钟，保持出料温度在1000℃以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的浆料溶解：将湿磨得到的浓浆料进行稀释、溶解，溶解后，过滤，是指将湿磨得到的固相细度在100目以上的浓稠浆料进行稀释，控制溶液中活性Na₂O≥200克/升，在2小时内过滤。活性Na₂O量按照纯碱碱融时投入的Na₂CO₃量的70-75％计算。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的烧碱碱熔：将浆料溶解得到的滤饼用循环中的浓烧碱溶液进行溶解，得到浓浆料；对浓浆料进行加热处理，得到干粉，是指将浆料溶解工艺段过滤得到的滤饼用浓度50％以上的浓烧碱溶液搅拌溶解，烧碱溶液用量按照滤饼与烧碱混合后溶液中SiO₂∶Na₂O＝1∶1.2-1.5计算；溶解后，将混合溶液在400-780℃进行加热处理，直至物料变成干粉。