[发明专利]一种从油母页岩废渣中提取氧化铝及白碳黑的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种从油母页岩废渣中提取氧化铝及白碳黑的方法。

二、背景技术

我国油母页岩资源丰富，可回收页岩油资源量为120亿吨，主要分布在吉林省桦甸、农安，广东茂名、辽宁抚顺等地，居世界第四位。油母页岩资源的主要利用方式是提炼页岩油和直接燃烧发电，但由于油母页岩灰分较高，利用后会产生大量的废渣，堆存需占用大面积的土地并存在较大的环境污染问题。因此如何更好地的综合利用油母页岩废渣，提高油母页岩资源的附加值，是亟待解决的技术问题。我国油母页岩废渣中富含高岭石(Al₂O₃·SiO₂·2H₂O)，即粘土硅铝酸盐，其中SiO₂：50～70％，Al₂O₃：10～25％。从油母页岩中提取氧化铝及白碳黑使其变废为宝，是一种行之有效的办法。目前，已见到利用油母页岩废渣提取白碳黑的报道，但用油母页岩废渣同时提取白碳黑及氧化铝的技术的报道尚未见到。这就使油母页岩废渣无法得到充分利用，造成浪费。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种从油母页岩废渣中同时提取氧化铝及白碳黑的方法，使油母页岩废渣得到充分利用，提高了利用率，减少了环境污染。

本发明首先对油母页岩废渣中的高岭石(Al₂O₃·SiO₂·2H₂O)进行焙烧活化，除去残留的有机质，进一步活化矿物中的硅、铝，形成偏高岭石(Al₂O₃·2SiO₂)。化学反应如下：

Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O-→Al₂O₃·2SiO₂+2H₂O↑

(高岭石)                             (偏高岭石)

对活化后的油母页岩废渣中的偏高岭石，分别采用酸浸出铝形成硫酸铝、碱浸出硅形成硅酸钠的方式进行提取。化学反应如下：

1、提取氧化铝：

Al₂O₃·2SiO₂(偏高岭石)+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃

Al₂(SO₄)₃+6NaOH→2NaAlO₂+2Fe(OH)₃

2NaAlO₂+CO₂→Al(OH)₃+NaCO₃

2、提取白碳黑：

SiO₂(提取氧化铝后的偏高岭石)+2NaOH→Na₂SiO₃

Na₂SiO₃+H₂SO₄→H₂SiO₃

其中的H₂SiO₃经烘干或吹干即得白碳黑。

本发明采用了如下技术方案，包括如下步骤：

A、提取氧化铝：

①将油母页岩废渣研磨至100目以下，在550-650℃下焙烧活化2-3小时；

②在焙烧后的废渣中按照1∶2.5-4的固液比加入25％-35％的H₂SO₄溶液，加热至92-98℃反应4-6小时，冷却，抽滤得滤液和滤渣，滤渣待提取白碳黑；

③在滤液中加入15％-30％的NaOH溶液，直至滤液的PH＝13，使反应产生的Fe(OH)₃、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂等渣子沉淀，抽滤得铝酸钠NaAlO₂滤液；

④从铝酸钠滤液的底部通入CO₂气体，至反应产生的Al(OH)₃全部沉淀，抽滤得Al(OH)₃沉淀；