[发明专利]一种用炼铁高炉渣矿化CO2联产氧化铝的方法

权利要求书

1.一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①混料，将磨细的高炉渣与硫酸铵按比例混合；

②焙烧，将步骤①中混合料放置在马弗炉中，在一定温度下进行焙烧，得到焙烧渣，焙烧渣中Ca、Mg、Al均已转化成为相应金属的硫酸盐，焙烧过程产生的氨气用水吸收，得到氨水；

③水浸并过滤，将步骤②获得的焙烧渣在一定温度下按一定固液比进行水浸处理，过滤水浸后浆料得到主要成分为CaSO₄、SiO₂的水浸渣和富含Mg、Al的水浸液；

④沉淀Al离子，将步骤②获得的氨水加入到步骤③得到的富Mg、Al液中，控制溶液pH值，过滤，得到氢氧化铝沉淀和含硫酸镁、硫酸铵的滤液1；

⑤沉淀Mg离子，将步骤②获得的氨水加入到步骤④得到的滤液1中，控制溶液pH值，过滤，得到氢氧化镁沉淀和含硫酸铵的滤液2；

⑥用步骤②获得氨水将步骤③得到水浸渣调成浆液，通入CO₂，在一定温度下进行CO₂矿化反应，过滤，得到含硫酸铵的滤液3和主要物相为碳酸钙和二氧化硅的矿化渣，矿化渣用于水泥生产的原料；

⑦用水将步骤⑤得到的氢氧化镁沉淀调成浆液，通入CO₂，在一定温度下进行CO₂矿化反应，过滤得到主要成分是碳酸镁的固体；

⑧煅烧，将步骤④得到的氢氧化铝进行煅烧得到氧化铝；

⑨将步骤⑤得到的滤液2和步骤⑥得到的滤液3合并后进行蒸发，冷却，结晶得到硫酸铵；

硫酸铵可以循环利用，反应条件温和，工艺简单，成本低，在利用高炉渣中Ca、Mg离子矿化封存CO₂同时，副产高附加值氧化铝，显著提高了矿化过程的经济性，具有CO₂和高炉渣固废减排、生产氧化铝的多重效益。

2.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤①中所述高炉渣的粒度为150μm，高炉渣与硫酸铵质量比为1:2～1:8。

3.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤②中所述焙烧温度为250～450℃、焙烧时间为30～90min。

4.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤③中所述固液比为1:2～1:10(g/ml)、水浸温度为20～90℃、水浸时间为10～90min。

5.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤④中所述沉淀Al离子的pH值为5～7。

6.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤⑤中所述沉淀Mg离子的pH值为9～11。

7.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤⑥中所述水浸渣与氨水调制的浆液中硫酸钙与氨的摩尔比为1:2，矿化温度为20～60℃、矿化时间为15～90min。

8.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤⑦中所述氢氧化镁与水的固液比为1:2～1:10(g/ml)，矿化温度为20～90℃、矿化时间为10～90min。

9.根据权利要求1所述一种用高炉炼铁排放的高炉渣矿化CO₂联产氧化铝的方法，其特征在于步骤⑧中所述氢氧化铝的煅烧温度为500℃，时间为1h。