[发明专利]一种煤矸石提取氧化铝的新工艺

说明书

一、技术领域

本发明涉及煤矸石的综合利用，涉及一种对煤矸石提取氧化铝的新工艺。

二、背景技术

煤矸石是我国目前排放和堆放量最大的固体废弃物，全国煤矸石总堆放量约45亿t，造成极大的环境污染和资源浪费。合理利用煤矸石，不仅可以回收有用矿物、生产建筑材料以及一些常见的化学产品外，还可以提取Al₂O₃、SiO₂等高附加值产品。煤矸石中的矿物组成主要为高岭石，其中的Al₂O₃含量可达20％～30％，是一种潜在的铝资源。天然赋存未经自燃的煤矸石，几乎不具有化学反应活性，很难直接加以提取利用。过去，人们采用煤矸石酸溶→AlCl₃水解→碱溶去铁→碳化析出Al(OH)₃→洗涤→干燥→焙烧工艺提取Al₂O₃，但是此方法工艺复杂，并且能耗高，不利于工业生产。采用煤矸石焙烧→盐酸浸取→过滤→洗涤→干燥→焙烧提取Al₂O₃的工艺较过去简单，且Al₂O₃的提取率明显提高。

三、发明内容

本发明的目的是为了提供一种煤矸石提取Al₂O₃的新工艺，提高Al₂O₃的提取率。

一种煤矸石提取氧化铝的新工艺，首先将煤矸石按照下列程序进行处理：煤矸石样品取自河南省焦作煤矿，其化学成分(wt％)：SiO₂ 30.43、Al₂O₃ 27.20、Fe₂O₃ 2.73、TiO₂ 0.50、烧失量38.20。原始煤矸石→粉碎→磨细→高温焙烧，在650～750℃焙烧0.5～1.0小时。在98℃下，取浓度为15～30％的盐酸加入一定量煤矸石，配制成固液比为1∶4～1∶6(煤矸石的质量与盐酸质量之比)(g/g)，电动搅拌机的转速为340～370r/min，反应80～100分钟，冷却至室温、然后用离心机对其进行固液分离，将分离出的固体物放到烘箱中加热到95～105℃，烘干4～6小时。烘干后的即得到纯净的Al₂O₃。

本发明通过用盐酸对煤矸石进行活化处理，可以提取煤矸石中的氧化铝，其提取率可达83.1％，可以节约大量的铝矿资源，并且减少由于采矿造成的环境污染和植被生态破坏。

四、具体实施方式

实施例1：首先将煤矸石按照下列程序进行处理：取50g煤矸石粉碎磨细至粒度小于0.074μm，在660℃焙烧0.5小时。在98℃下，取浓度为15％的盐酸加入一定量煤矸石，配制成固液比为1∶4(煤矸石的质量与盐酸质量之比)(g/g)，电动搅拌机的转速为340r/min，反应80分钟，冷却至室温、然后用离心机对其进行固液分离，将分离出的固体物放到烘箱中加热到95℃，烘干4小时。烘干后的即得到纯净的Al₂O₃。

实施例2：首先将煤矸石按照下列程序进行处理：取50g煤矸石粉碎磨细至粒度小于0.074μm，在680℃焙烧45分钟。在98℃下，取浓度为20％的盐酸加入一定量煤矸石，配制成固液比为1∶5(煤矸石的质量与盐酸质量之比)(g/g)，电动搅拌机的转速为360r/min，反应90分钟，冷却至室温、然后用离心机对其进行固液分离，将分离出的固体物放到烘箱中加热到100℃，烘干5小时。烘干后的即得到纯净的Al₂O₃。

实施例3：首先将煤矸石按照下列程序进行处理：取50g煤矸石粉碎磨细至粒度小于0.074μm，在750℃焙烧55分钟。在98℃下，取浓度为30％的盐酸加入一定量煤矸石，配制成固液比为1∶6(煤矸石的质量与盐酸质量之比)(g/g)，电动搅拌机的转速为370r/min，反应100分钟，冷却至室温、然后用离心机对其进行固液分离，将分离出的固体物放到烘箱中加热到100℃，烘干6小时。烘干后的即得到纯净的Al₂O₃。