[发明专利]一种从煤系高岭土中制取氢氧化铝和混凝土掺合料的工艺

说明书

本发明公开了一种从煤系高岭土中制取氢氧化铝和混凝土掺合料的工艺，它涉及煤系高岭土的高值资源化利用技术领域。它的工艺为：以复合烧结剂与煤系高岭土矿粉混匀后在高温下焙烧，将焙烧的熟料在高温段熟料淬冷和浸取：固液分离后得到浸取液和尾渣1；将浸取液进行脱硅处理，再经固液分离，固液分离得到含铝母液和尾渣2，将含铝母液调节PH值干燥即可制得氢氧化铝产品；尾渣1和步骤三中制备的尾渣2混合，烘干研磨即可得到高活性的混凝土掺合料。通过一次焙烧、一次浸取、氢氧化铝提取和激发活化四个步骤，从煤系高岭土直接制取氢氧化铝和高活性混凝土掺合料，工艺过程简单，物料消耗量少，经脱硅处理后制得的氢氧化铝杂质含量少、品质好。

技术领域：

本发明涉及一种从煤系高岭土中制取氢氧化铝和混凝土掺合料的工艺，属于煤系高岭土的高值资源化利用技术领域。

背景技术：

我国有丰富的煤系高岭土资源，煤系高岭土属于煤的伴生矿，难以大规模的开采利用。煤系高岭土中Al₂O₃含量大约在40％左右，从中提取有较高经济价值的Al₂O₃，使其作为一种新的铝资源加以利用，是提高煤系高岭土综合利用的有效途径。

目前，采用煤系高岭土生产氧化铝的方法有酸法和碱法两类。酸法即先提取铝盐，如氯化铝、铵明矾、硫酸铝等，再将铝盐煅烧后可得到氧化铝；碱法即用碱性物质来提取Al₂O₃，常见的碱法有拜耳法、石灰石烧结法和碱石灰烧结法。在以上工艺方法中，酸法和拜耳法需消耗大量氢氟酸、硫酸、苛性钠等化学原料，生产成本较高，未见有大规模工业化应用案例；石灰石和碱石灰烧结法虽具有原料来源广泛低廉的优点，但该方法每吨氧化铝提取将产生2～2.5吨含碱量高的提铝残渣，通常该残渣活性组分少、含碱量高，很难直接加以利用。大量的提铝残渣堆积不仅占用土地，对环境产生二次污染，而且降低了高岭土提铝生产的经济效益。

中国专利CN103121700A公开了一种利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法，将煤系高岭岩破碎、焙烧、碱浸、过滤，得到硅酸钠液和碱浸渣，硅酸钠液进行碳酸化处理得到原硅酸沉淀滤饼和脱硅液，将原硅酸沉淀滤饼进行陈化、焙烧，得到白炭黑；碱浸渣采用碱石灰烧结法，将烧结处理的熟料进行自粉化、水淬、过滤，得到NaAlO₂溶液，NaAlO₂溶液进行碳酸化处理、焙烧后得到超细氧化铝。

中国专利CN1334240A公开了一种利用高岭岩(土)生产超纯氧化铝的工艺，是将高岭岩(土)熟料与酸反应生产铝盐，铝盐加碱形成铝酸盐，有效的分离了Fe、Ti等杂质，然后加酸形成铝的水化物，铝的水化物经干燥、洗涤后，一次性剔除产品中碱离子。

中国专利CN13435079A公开了一种含铝硅酸盐矿物低温分解生产氧化铝的工艺，将含铝硅酸盐矿物磨细后，与强碱溶液按比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，固液分离得提钾母液和提铝熟料；将提铝熟料用酸液浸取过滤，然后调节含铝溶液的pH值至8-10，固液分离得滤液和滤渣；滤渣煅烧制得氧化铝产品。

以上技术共同存在的主要缺陷有：工艺路线较为复杂、物料消耗量较大、存在部分尾渣无法有效处理的问题。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种通过一次焙烧、一次浸取、氢氧化铝提取和激发活化四个步骤从煤系高岭土直接制取氢氧化铝和高活性混凝土掺合料的工艺技术，从而实现煤系高岭土资源的高值利用和全程废渣零排放。

本发明的一种从煤系高岭土中制取氢氧化铝和混凝土掺合料的工艺步骤为：步骤一：焙烧：以复合烧结剂与煤系高岭土矿粉按一定比例混匀后在1300-1400℃高温下焙烧，焙烧时间为2-4h得到高温熟料，所述的焙烧设备可以为马弗炉、回转窑、隧道窑、电炉中的任一种；