[发明专利]粉煤灰的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废物综合利用技术领域，具体地讲，涉及一种粉煤灰的综合利用方法。

背景技术

粉煤灰是燃煤锅炉烟气中收集的粉尘和炉底渣，以及燃煤电厂生产过程中产生的脱硫、脱硝灰渣，主要来源于火力发电厂、冶炼厂、化工厂等用煤企业。近年来，我国燃煤电厂粉煤灰产量巨大且增长迅速，2011年火电厂粉煤灰排放总量为4.96亿吨，2012年粉煤灰排放量达到5.70亿吨，到2014年已达到5.78亿吨，预计到2020年粉煤灰的总堆存量将达到30多亿吨。粉煤灰的大量堆存不仅占用大片的耕地、破坏生态环境，还会造成粉煤灰中大量有价资源的浪费，因而寻求适宜的处理或利用粉煤灰的方法十分必要。但目前，国内粉煤灰的利用途径主要是用于建材、筑路、工程回填等，利用率不到70％，且其中的氧化铝、二氧化硅、氧化铁等有价资源并没有发挥最高价值，经济效益低下，因此开发粉煤灰资源化利用的新途径和制备高附加值的粉煤灰衍生品意义重大。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种粉煤灰的综合利用方法，该综合利用方法为粉煤灰的高值化利用开辟了新的途径，达到提高资源综合利用率、减少环境污染的目的。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种粉煤灰的综合利用方法，包括步骤：

S1、将粉煤灰与碳源混合并造球或压块，获得氯化原料；

S2、将所述氯化原料于500℃～1300℃下氯化10min～10h，获得气态氯化产物与氯化尾渣；其中，所述气态氯化产物经冷凝回收，获得铁的氯化物、硅的氯化物以及铝的氯化物；

S3、将所述氯化尾渣经破碎后进行浮选并过滤，获得炭浮选物、碱金属/碱土金属氯化物废液以及浮选尾渣；

S4、将所述浮选尾渣进行焙烧，获得石英粉。

进一步地，在所述步骤S1中，所述氯化原料中还包括添加剂；其中，所述添加剂的质量与所述粉煤灰与所述碳源的质量之和之比不超过10％。

进一步地，所述添加剂选自羧甲基纤维素钠、水溶性淀粉、预糊化淀粉、氯化钾、氯化钠、三氧化二硼、硼砂中的至少一种。

进一步地，所述粉煤灰与所述碳源的质量之比为10:4～10:1。

进一步地，所述碳源选自焦炭、烟煤、无烟煤、木炭、活性炭、石墨、竹炭中的至少一种。

进一步地，在所述步骤S3中，浮选时所用的捕收剂为煤油或柴油，起泡剂为杂醇、仲辛醇、二号油中的至少一种；其中，所述捕收剂的用量为500g/t～5000g/t，所述起泡剂的用量为20g/t～2000g/t。

进一步地，在所述步骤S4中，焙烧时的焙烧温度为1000℃～1300℃，焙烧时间为5min～60min。

进一步地，在所述步骤S2中，氯化时的氯化剂为氯气。

进一步地，在所述步骤S2中，氯化时的氯化装置为竖炉或回转窑。

进一步地，在所述步骤S2中，将所述气态氯化产物进行冷凝回收的具体方法为：将所述气态氯化产物在200℃～260℃下冷凝，获得所述铁的氯化物以及第一冷凝气态产物；将所述第一冷凝气态产物在60℃～180℃下冷凝，获得所述铝的氯化物以及第二冷凝气态产物；将所述第二冷凝气态产物在55℃以下冷凝，获得所述硅的氯化物。

本发明的有益效果：

(1)粉煤灰经碳热氯化反应，直接得到无水的气态的铝、铁、硅的氯化物，后续分离提纯工艺简单，可以高效地回收粉煤灰中的铝、铁、硅等资源，并易于实现其与氯化尾渣的分离；

(2)氯化尾渣中主要含有石英、碱金属和碱土金属的氯化物以及未反应的残炭等，通过浮选工艺可实现石英矿物与可溶性氯化物以及大部分炭的分离，而后再经过一步焙烧除炭，可以得到纯度较高的石英砂；

(3)根据本发明的综合利用方法，其中粉煤灰的综合回收利用的过程几乎没有有毒有害废渣、废水产生，工艺环保、技术可靠。

具体实施方式

以下，将来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种物质，但是这些物质不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个物质与另一个物质区分开来。