[发明专利]煤矸石综合利用联产电、铝、水泥及其工艺

说明书

技术领域：

本发明属于发电、冶金、建材综合生产工艺，涉及利用煤矸石联产电、铝、水泥生产工艺。 

背景技术：

孝义市蕴藏有丰富的煤矸石资源，煤矸石年排放量超过200～300万吨。煤矸石发电在我国已是成熟生产工艺，发电产生的炉渣和粉煤灰是生产氧化铝的原料，如不利用不仅占良田对环境产生严重污染。 

金属铝和氧化铝在我国是极为紧俏的工业产品，生产能力的增长速度远不能满足市场需求的增长。目前生产铝和唯一原料是铝钒土的分布及不平衡，且矿藏98％都是-水硬铝石，杂质含量高，矿石难以溶解，生产难度大，成本高手。我国水泥产量高，也占世界第一位，但其中小水泥厂的年产量占总产量的80％，能耗高手，产值低，质量不稳定，污染严重。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种综合利用煤矸石发电、制铝联产水泥的生产工艺。 

本发明的技术方案是以煤矸石为原料，将发电、制铝和水泥生产结合起来，即：以煤矸石为原料采用循环硫化床锅炉发电，电力供给氧化铝和电解铝流程，电厂产生的粉煤灰作为生产氧化铝的原料，氧化铝生产流程产生的硅钙渣作为生产水泥的原料。氧化铝生产工艺流程主要包括：1)研磨工序、2)煅烧工序、3)溶出工序、4)蒸发工序、5)脱硅工序、6)碳磨工序和焙烧工序；水泥生产工艺流程包括配料工序、研磨工序、煅烧工序、粉磨工序。 

本发明的技术优点：充分利用煤矸石含炭含铝特点，将发电、制铝和水泥生产结合起来，将前一生产流程的废料作为后一流程的原料，联产工艺提高了经济效益，降低了生产成本；变废为宝，既发展了经济又保护了环境，符合持续发展的产业政策；节省了铝钒土原料；用氧化铝生产中溶出的硅钙渣直接生产水泥，对于烧制高性能水泥熟料极为有利。 

附图说明：

附图1 为煤矸石综合利用联产电铝水泥及其工艺。其中1为破碎机、2为粉磨机、3为生料库‘4为旋转窑、5为冷却机、6为熟料库、7为配液罐、8为浸取槽、9、12、21、23为板框过滤机，10为浓缩锅、11为硅钙渣洗 涤槽、13为水泥生料储槽、14为高压脱硅槽，15、17为转鼓真空过滤机、16为深度脱硅槽、18为碳分槽、19为平盘过滤机、20为母液再生槽、22为氢氧化铝洗槽、24为氢氧化铝贮槽、25为焙烧窑、26为冷却机。 

具体实施方式：

煤矸石发电已是现有技术，主要生产设备有循环硫化床锅炉、汽轮机和发电机。将发出的电力供给氧化铝和电解铝生产流程，电厂产生的粉煤灰作为生产氧化铝的原料。氧化铝生产工艺流程如图1所示： 

氧化铝生产工艺流程主要包括研磨工序、煅烧工序、溶出工序、蒸发工序、脱硅工序、碳磨工序和焙烧工序。 

1、粉磨煅烧工序 

原料粉煤灰和石灰石经破碎机1破碎，进入生料磨2，经均化进入生料库3中，送入旋转窑4内煅烧，烧成熟料送入冷却机5，熟料因产生晶型转化而粉化，粉化料储存于熟料库6中。 

煅烧工艺的适宜条件是： 

物料配比：粉煤灰∶石灰石＝30-35％∶60-70％，最佳配比值为粉煤灰∶石灰石＝30％∶60％。 

粉磨细度：180目筛选余＜10％； 

煅烧温度：1000℃-1300℃，最佳煅烧温度为1000℃-1200℃； 

煅烧时间：30min-50min； 

升温速度：9.8-22℃/min最佳升温速度9.8℃min。 

2、溶出工序： 

在配液罐7中配制Na₂CO₃溶液，然后用泵将溶液送至溶出反应罐8，蒸汽加热，开启搅拌，溶出反应完毕后，物料送至板框过滤机9，固液分离后，清液由泵送至蒸发反应罐10，滤渣送至洗涤槽11，经四次逆流洗涤，滤渣含碱量合格后通过过滤器12，送入水泥生料贮槽13作为水泥生产原料。洗涤废水送至配液罐7循环使用。 

3、浓缩工序； 

来自溶出工序的清液在蒸发反应罐10中浓缩，浓缩蒸发产生的二次蒸汽送往溶出工序作为溶出反应的热源，溶液待蒸发浓缩至氧化铝含量为45克/升左右时，停止浓缩，用泵将浓缩液输送至高压脱硅反应罐14。 

4、脱硅工序 

高压脱硅： 

来自浓缩工序的浓缩液在高压脱反应罐14中进行高压脱硅。反应完毕，降温降压脱硅液送至过滤器15过滤，清液由泵输送至深度脱硅反应槽、16，滤渣送至洗涤槽11，与浸出硅钙渣混合，送入水泥生产工序。 

常压脱硅：