[发明专利]一种利用流化床粉煤灰制备氯化钙的方法

说明书

本发明提供了一种利用流化床粉煤灰制备氯化钙的方法，所述方法采用盐酸严控调节pH，优化料液比和反应条件，创造性地通过循环浸出的方法富集钙离子，各步骤各条件协同增效，条件温和，钙元素提取效率高，滤液中钙离子含量高、杂质离子含量低，固相中钙含量低，为氯化钙干燥剂和复合材料制备提供一种优质原料，无二次污染产生，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种流化床粉煤灰制备氯化钙的方法。

背景技术

煤炭作为我国最重要能源来源，目前超过60％的煤炭是通过煤粉炉或流化床进行燃烧转化应用于火力发电和高温蒸汽生产领域。但因其中硫含量较高，目前主要是通过炉内喷钙脱硫实现尾气净化，硫组分则以硫酸钙的形式进入粉煤灰中，形成高钙粉煤灰。由于粉煤灰高钙的资源特点，目前尚未形成有效的资源利用途径，仍以堆存为主，造成了严重的大气、土壤和水体污染等问题。

基于上述问题，流化床粉煤灰的资源化利用近年来已得到广泛关注，针对流化床粉煤灰的元素组成和矿相结构特性，目前主要集中于氧化铝提取和复合材料制备等领域。在氧化铝提取方面，CN102153120A和CN104445212A分别公开了利用循环流化床粉煤灰提取铝资源的方法，主要是通过将粉煤灰与高浓度盐酸溶液进行混合，在高温高压下强化分解惰性铝硅酸盐实现氧化铝的高效提取与分离。CN103820651A公开了一种从粉煤灰中溶出铝的方法，主要是以高浓度盐酸醇溶液为反应介质，在高温高压体系下强化浸出氧化铝，通过蒸发回收盐酸和醇，可实现蒸发能耗的大幅降低。CN104556168A公开了一种将粉煤灰中氧化铝活化溶出的方法，主要是通过将粉煤灰与硫酸氢铵混合后在密闭体系中煅烧分解，然后经过水溶分离后得到硫酸铝溶液，氧化铝提取率高达85％。在材料制备方面，CN108147379A公开了一种利用粉煤灰酸溶渣制备塞隆粉体的方法，将其与碳粉和Fe₂O₃进行研磨混合，调控其C/Si比例和Fe2O3含量在高温还原气氛下反应后得到塞隆粉体产品。CN106630715A公开了一种利用循环流化床粉煤灰和造纸污泥制备陶粒的方法，将其与工业废渣、增塑剂、表面活性剂、长石等原料按比例混合造粒，然后在高温下进行烧结得到陶粒制品。

虽然上述过程均能实现有价元素的高效提取和材料的制备，但流化床粉煤灰中大量钙组分的存在不仅增加酸溶过程酸耗，而且降低了复合材料和氧化铝等产品的性能和纯度，因此钙元素的选择性高效分离与资源化利用意义重大。

氯化钙是一种重要的钙基产品，主要应用于包括制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂等方面，同时氯化钙及其水合物和溶液在食品制造、建筑材料、医学、吸附和生物学等多个方面均有重要的应用价值。目前，氯化钙的工业上的制备方法应用为利用碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和气体二氧化碳，从而得到氯化钙，但工业实际应用中，采用的盐酸一般为生产中使用过的废酸液，其中含有大量的铁、砷、钾、钠等离子和游离的氯、氯、溴等，不纯的盐酸在进一步制备氯化钙的过程中使反应产生大量杂质，生成的氯化钙纯度降低，增加成本。CN107117992A公开了一种氯化钙制备系统和氯化钙制备方法，主要是通过系统装置对废酸进行除杂净化，然后加入碳酸钙通过工艺条件调控制备得到高纯氯化钙产品。CN106629803B公开了一种利用高钙粉煤灰生产氯化钙和聚合氯化铝的方法。该发明采用高钙粉煤灰和盐酸为原料，经过逐步提温、分段溶出等工艺生产出氯化钙和聚合氯化铝产品。但上述过程原料成本大，产品效益较低。

综上所述，研发一种反应条件温和，钙元素提取效率高，杂质含量少的利用流化床粉煤灰提取氯化钙的方法，为氯化钙干燥剂和和复合材料制备提供一种优质原料，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

发明内容

针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供一种利用流化床粉煤灰制备氯化钙的方法，所述方法采用盐酸严控调节pH，优化料液比和反应条件，创造性地通过循环浸出富集钙离子，各步骤各条件协同增效，条件温和，钙元素提取效率高，滤液中钙离子含量高，杂质离子含量低，固相中钙含量低，为氯化钙干燥剂和和复合材料制备提供一种优质原料，无二次污染产生，实现了经济与环境效益共同发展。