[发明专利]一种以煤矸石为原料制备硅、铝系列产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以煤矸石为原料制备硅、铝系列产品的方法，属于矿产资源综合利用与冶金和化工提取技术相结合制备高附加值产品的技术领域。

背景技术

煤矸石是在煤矿开采及加工的过程中产生的固体废弃物。我国煤矸石产量约为原煤总产量的15%-20%，积存已达70亿砘，占地70KM²，且以年排放量1.5亿砘的速度增长，占到了我国工业上固体废弃物排放总量的40%以上。煤矸石的过量堆积占用了大量的土地，且在堆积过程中释放大量的有害元素，造成了一系列的环境污染问题，煤矸石的资源综合利用已刻不容缓。我国煤矸石的综合利用水平与国外相比还存在很大差距，美国、英国和德国等西方国家煤矸石的总体利用率已高达90％以上，而我国这样一个以煤炭为主要能源的国家对煤矸石的总体利用率却不到50％，开发潜力较大。因此，根据国家节能减排、资源综合利用的政策要求，加强对煤矸石资源化综合利用研究，遵循发展循环经济理念，使其废弃物转化为可利用资源，对节约有限的地球资源，保护人类生存环境，实现可持续发展均具有重要的意义。

煤矸石资源化综合开发利用研究，它涉及到多学科领域的复杂系统工程。除受煤矸石资源、环境和综合效益的制约外，还受煤矸石资源特性及其所决定的开发利用技术条件的制约，煤矸石资源的复杂性和多样性使得开发利用技术很难具有广泛的适应性。因此我国各地区均根据自身煤矸石的特点，寻求煤矸石综合利用的方向。目前煤矸石的主要利用方向有：煤矸石发电；煤矸石制砖、空心砌块、水泥轻骨料等建材；煤矸石筑路、充填采空区、塌陷区、复土造田等；煤矸石生产农肥和改良土壤；煤矸石制备陶瓷、碳化硅、4A分子筛等新型材料。由于煤矸石是煤炭开采或洗、选煤过程中产生的固体废弃物，其与煤层成矿地质有着密切联系，因此煤矸石具有典型的矿产资源的特性，从煤矸石的矿物组成和化学成分角度考虑，我国各地区的煤矸石具有一定的相似性，煤矸石的主要矿物组成均是以石英和高岭石为主，其次还含有数量不等的铝硅酸盐矿物，如蒙脱石、伊利石、斜长石等，煤矸石中SiO₂和Al₂O₃的质量百分含量可占到60-80%，从煤矸石中回收有价元素硅和铝并加深化工和冶金产品的开发，如生产白炭黑、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、结晶氯化铝和聚合氯化铝等，这些已成为煤矸石综合利用研究的一个主要方向。