[发明专利]一种煤矸石生产氧化铝的系统及方法

说明书

本发明属于煤矸石资源化利用及氧化铝提取技术领域。具体涉及一种利用煤矸石生产氧化铝的系统及方法，其中系统包括顺次连接的，第一分选系统，用以将煤矸石中的尾矿分选为磁性矿和非磁性矿；第二分选系统，用以从非磁性矿中将二氧化硅分选出来；第三分选系统，用以从剩下的物料中分选出氧化铝产物；所述第三分选系统的液体出口与第二分选系统的非磁性矿入口通过管道相连通形成一个循环。通过本系统的层层分选，提高了煤矸石的利用率，利用蓄热体作为硝酸铝的分解热源，极大提高了氧化铝产率和品质，降低了生产过程中辅料的消耗量，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于煤矸石资源化利用及氧化铝提取技术领域，具体涉及了一种煤矸石生产氧化铝的系统及方法。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，另外还含有数量不等的Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、P₂O₅、SO₃和微量稀有元素。

整个采煤过程中产生的煤伴生废石是矿业固体废物的一种，其中就包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。具体来说是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。含碳10％-25％，部分含有腐殖酸。现代社会中每年已积存煤矸石约1000Mt，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。现有技术中，处理煤矸石的方式有生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收煤炭，煤与矸石混烧发电，制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属，也可作肥料。但以上方式中，存在煤矸石热值得不到最大化富集，以煤矸石为原料生产的氧化铝质量差，耗酸量较大，分解铝盐的气体产物浓度较低，回收转化的酸含量较低；制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品存在原辅料消耗大，设备要求高、生产成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的以煤矸石为原料生产的氧化铝质量差，耗酸量较大，分解铝盐的气体产物浓度较低，回收转化的酸含量较低，生产成本较高等缺陷，提供一种煤矸石生产氧化铝的系统及方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种煤矸石生产氧化铝的系统，包括顺次连接的，第一分选系统，用以将煤矸石中的尾矿分选为磁性矿和非磁性矿；第二分选系统，用以从非磁性矿中将二氧化硅分选出来；第三分选系统，用以从去除二氧化硅后的剩余物料中分选出氧化铝产物；

所述第一分选系统的非磁性矿出口与所述第二分选系统的入口相连通，所述第二分选系统中去除二氧化硅后的剩余物料出口与所述第三分选系统的入口相连通，所述第三分选系统的液体出口与第二分选系统的入口通过管道相连通；所述第三分选系统生产氧化铝采用蓄热体循环蓄热分解硝酸铝盐法。

通过上述系统，硝酸无需用于大量铁的浸出，具有酸耗低的优点，通过对硝酸铝溶液净化除杂处理，使硝酸铝溶液纯度提高，蒸发结晶得到的氧化铝纯度高，浸出液杂质含量低除杂成本低的优点，通过采用蓄热体循环蓄热的方式进行硝酸铝盐的分解，克服了现有技术中采用大量的燃烧气体与硝酸铝盐直接接触使其受热分解而导致的气体产物无法合理回收利用的缺陷。采用蓄热体循环蓄热能够使高温分解的气体产物浓度高，通过进一步的吸收重新生成硝酸的回收率高，硝酸可循环回用，系统的设备成本降低，而且工艺更加简单。