[发明专利]一种高效利用高铝煤矸石的方法

说明书

本发明公开了一种高铝煤矸石高效利用的方法，属于工业固体废弃物资源化利用技术领域；该方法是将煤矸石或烧渣加酸后固化，再经酸化、溶出、过滤、洗涤获得含硫酸铝为主的硫酸盐溶液和富硅除杂的酸渣，硫酸盐溶液用于制备氢氧化铝或氧化铝、聚合硫酸铝铁产品，酸渣经煅烧生产白炭黑；该方法资源利用合理，无新的固废排放，产品市场常量大，可为高铝煤矸石的资源化利用提供一种切实可行的方法。

技术领域

本发明公开一种高效利用高铝煤矸石的方法，属于工业固体废弃物资源化利用和资源综合利用技术领域。

背景技术

目前，煤矸石是在成煤过程中与煤层伴生的一种黑色岩石，是在煤炭选取和开采过程中产生的废弃物。我国每年煤矸石的产量达到煤炭开采总量的15%-20%，达到全国工业废弃物产生总量的40%，但总的利用率却不高，截至2015年，煤矸石的利用率才达到70%，离煤矸石资源化利用率达到80%的目标相距甚远，压力十分巨大。大量的煤矸石堆积在一起不仅会占用大量的土地，也会污染周边的生态环境，还会造成资源的浪费。为了解决这些问题，不仅要加强传统技术的创新和推广，还必须探索其它资源利用合理、环境友好型工艺技术，多渠道、多途径加强煤矸石资源化利用。

从煤矸石中提取有价元素生产相关化工产品是目前高效利用煤矸石的一个热点；我国的煤矸石以粘土类居多，大都多含铝元素，因此从铝质岩煤矸石中提取氧化铝是近年来的研究热点。目前从煤矸石中提取氧化铝的方法主要有酸法、碱法、烧结法，碱法由于碱用量大，铝回收率低，残渣量大存在二次污染且资源利用不合理，而烧结法能耗高，是国家规定不宜采用的技术工艺，故煤矸石综合回收有价元素的适宜方法为酸法。

CN201310315648.3发明了一种从煤矸石中高效提取铁铝钛的方法，将煤矸石干燥、粉碎后用于中和干法酸浸，将酸浸液过滤得到的酸渣干燥，然后加酸混合，经酸浸、溶解、过滤、洗涤、干燥，并重复以上步骤，提高煤矸石中铁铝钛的溶出率；本发明的优点在于利用酸溶物去除了原料中大部分碳酸盐，纯化物料，提高了酸的利用率；酸浸之后溶出率高，有利于酸渣的后续利用。

CN201610545655.6提出了一种提高煤矸石中铝的浸出率的方法，用NaOH强碱液在常压低温下高效分解煤矸石，提高铝元素的浸出率；本发明的优点：该方法不需要高温脱水焙烧，反应温度低，反应时间短；与传统工艺相比，本发明操作条件温和，大大降低了反应温度和反应压力，操作简单且绿色高效，能耗低，环境污染小，铝元素的溶出率可达到60%以上。

CN200510048215.1涉及一种以煤矸石为原料生产氧化铝的方法，其将粉碎后的煤矸石经高温焙烧后，用氢氧化钠溶液浸取，过滤残渣，滤液通入CO₂气体使Al(OH)₃沉淀，真空过滤，高温脱水得到Al₂O₃产品。本发明的优势在于采用焙盐-浸取联合法生产工艺，反应条件温和，生产过程容易控制，工艺产生的废水可循环使用，提取后产生的废渣可以作为橡胶制品的填料，绿色环保，氧化铝的提取率也很高。

CN201010266645.1涉及一种煤矸石燃烧灰渣提取氧化铝、氧化硅和氧化铁的方法,煤矸石经预处理后根据发热量情况配煤，在煅烧发电的同时实现煤矸石活化，所产生的电力和蒸汽供系统使用；灰渣用酸法提取氧化铝，碱法提取氧化硅，并通过副产物的综合利用提取氧化铁；各工艺环节所需要的酸、碱、石灰、萃取剂、CO₂在系统内循环。本发明的煤矸石中的能源和化学组成都得到了充分利用，大幅度减少了温室气体和废渣的排放量，提高了系统的经济效益，是一种新型的煤矸石绿色化和高附加值利用技术，竞争优势明显。