[发明专利]一种煤催化气化灰渣的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤灰渣回收领域，尤其涉及一种煤催化气化灰渣的利用方法。

背景技术

煤催化气化(CCG)是一项新型洁净煤气化技术。在这项技术中，其最大特点是通过在煤中添加碱金属或碱土金属催化剂来提高反应速率及降低气化温度。通常情况下，碱金属催化剂多选用K₂CO₃，并在反应后随气化灰渣一同排出炉外，由于K元素碱性强且价格较贵，所以在催化气化工艺中需对灰渣中的K进行回收再利用。

在现有的碱金属催化剂回收工艺中，多是采用两步法：首先通过水洗回收可溶性碱金属，然后再用Ca(OH)₂消解残渣中的不溶性碱金属，这样可使其回收率达95％以上。但该工艺过程繁琐，不但水耗、能耗较高，而且还忽略了煤在形成过程中其有机物所吸附的稀有元素，如Ga、Ge、U等的回收。虽然稀有元素的含量并不高，但在煤经燃烧使有机物消失后，稀有元素会在粉煤灰中得到富集，并且其含量有可能达到综合利用水平，如果能将能这些高附加值成分提取出来并加以有效利用，还可是具有良好经济效益的再生资源。

但检索国内外现有的煤催化气化灰渣的处理方式，仅有将其中的碱金属催化剂进行回收再利用的记载，而没有涉及将灰渣中的碱金属催化剂和稀有金属Ga同时回收的相关报道。所以，提供一种将碱金属催化剂和稀有金属Ga同时回收利用的方法也是本领域技术人员所要解决的重要课题。

发明内容

本发明实施例提供了一种煤催化气化灰渣的利用方法，以将灰渣中的碱金属催化剂和稀有金属Ga同时回收，提高综合利用效率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提供了一种煤催化气化灰渣的利用方法，包括：

1)向煤催化气化灰渣中加入水，进行固液分离，以得到第一滤液和第一滤渣，所述第一滤液中含有可溶性K；

2)对所述第一滤渣进行酸溶处理，对酸溶液进行固液分离，以得到第二滤液和第二滤渣；

3)向所述第二滤液中加入络合沉淀剂，进行固液分离，以得到含有K和Al的第三滤液和含有Ga的第三滤渣；

4)对所述第三滤渣进行灼烧，对灼烧后的灰分进行酸溶，然后再加入碱液调节pH，以得到氢氧化镓；

5)向所述第三滤液中加入碱液，使Al³⁺沉淀，进行固液分离，以得到含K的第四滤液和Al₂O₃。

可选的，在所述1)中，所述煤催化气化灰渣与水的固液比为2:1-4:1。

可选的，在所述2)中，所选用的酸为1-4mol/L的强酸溶液。

进一步的，所述强酸溶液为盐酸或硫酸溶液。

可选的，在所述2)中，所述第一滤渣与酸的固液比为1:2-6。

可选的，在所述2)中，所述酸溶处理在60-110℃下反应1-6小时。

可选的，在所述3)中，所述络合沉淀剂为单宁酸及单宁酸的衍生物。

进一步的，在所述3)中，所述向所述第二滤液中加入络合沉淀剂之后，还可加入吸附剂，以对含Ga络合物进行吸附富集。

可选的，在所述4)中，所述酸溶选用的是2-8mol/L的盐酸溶液。

进一步的，在所述4)中，所述加入碱液调节pH，以得到氢氧化镓具体包括：

加入碱液调节pH，得到镓酸盐溶液以及氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，除去沉淀，对所述镓酸盐溶液进行浓缩、结晶和过滤，以得到氢氧化镓。

可选的，在所述4)和5)中，所述碱液选自氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明实施例提供了一种煤催化气化灰渣的利用方法，与现有的回收方法相比，本申请所提供的方法可同时回收煤催化气化灰渣中的碱金属催化剂以及Ga金属，并且在该方法中，仅采用酸溶法就可直接回收煤灰中的不溶性K和Ga金属，并还可得到副产物Al₂O₃，此外，还省略了现有方法中的消解工序以及煤灰碱熔煅烧操作。该方法操作简单，成本低，可有效提高煤催化气化灰渣的综合利用效率。

附图说明

图1 为本发明实施例提供的煤催化气化灰渣的利用方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。