[发明专利]一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的方法及系统

说明书

本发明涉及一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的方法及系统，制备方法包括如下步骤：首先原料粉碎形成预粉料，预粉料再经生料配制、胚料成型得到胚料，胚料经胚料烧结得到熟料，然后熟料进行熟料溶出得到浆液，浆液再进行浆液脱硅、碳分反应、氢铝分离和干燥制备高白高纯氢氧化铝；其中，原料包括含铝固废、含钙固废、煤粉和纯碱；原料粉碎包括对原料进行粉碎至工艺控制细度；胚料烧结为程序升温焙烧胚料，焙烧温度范围为800‑1100℃。本发明，将粉煤灰、煤矸石、电石渣等固废和煤粉、纯碱粉碎至同等细度配料，经碱法胚料烧结可以得到高白高纯氢氧化铝，固废中铝回收率90％以上，实现了粉煤灰等固废的无害化、资源化、协同利用。

技术领域

本发明属于资源开发利用技术领域，具体涉及一种利用粉煤灰、煤矸石等固废制备高白高纯氢氧化铝的方法及系统。

背景技术

电厂煤炭燃烧过程产生大量粉煤灰，除少部分用于水泥建材生产原料而得到部分利用外，大部分粉煤灰堆存，不仅占用大量土地资源，而且对环境污染严重。粉煤灰中氧化铝含量一般在17-35％，部分地区粉煤灰铝含量更可高达40-60％，是一种十分重要的非传统氧化铝资源，具有较高的提取铝价值。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中形成的固体废物，其主要成分是Al₂O₃、SiO₂，煤矸石弃置不用，占用大片土地，还会自燃发生火灾。建材、化工企业生产过程也会产生电石渣、氧化钙等含钙固废，不进行处理对环境影响较大。

国内外为了利用粉煤灰、煤矸石等固废原料，开发了很多粉煤灰提取氧化铝工艺，主要有预脱硅法、混联法，但现有提取氧化铝技术均存在一定的缺陷，表现为投资高、能耗高、污染高，另外，利用粉煤灰、煤矸石等固废原料还面临固废中各组分的含量因煤的产地而异的问题。例如，混联法，投资高，需要加入大量石灰或石灰石粉，烧结温度一般在1200-1400℃，烧结量大、能耗高，同时，产渣量也大，每生产1吨氧化铝需产出4-10吨硅钙渣，渣量为粉煤灰原灰的1.5-3倍，该硅钙渣类似氧化铝工业中的烧结法赤泥，如何消纳处置这些新渣面临更大困难。

利用粉煤灰、煤矸石这些固废制备氧化铝，不仅能带来巨大的经济效益，而且缓解了资源紧张和粉煤灰煤矸石固废带来的环境污染压力。因此，研究更优化工艺技术，利用粉煤灰、煤矸石等固废资源化回收有价值元素，具有重要的社会价值和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的方法及系统，回收粉煤灰、煤矸石等固废中的铝元素资源，实现粉煤灰、电石渣等固废资源化，有利于环境保护。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用固废制备高白高纯氢氧化铝的方法，包括如下步骤：首先原料粉碎形成预粉料，预粉料再经生料配制、胚料成型得到胚料，胚料经胚料烧结得到熟料，然后熟料进行熟料溶出得到浆液，浆液再进行浆液脱硅、碳分反应、氢铝分离和干燥制备高白高纯氢氧化铝；其中，

原料包括含铝固废、含钙固废、煤粉和纯碱；原料粉碎包括对原料进行粉碎至工艺控制细度；

胚料烧结为程序升温焙烧胚料，焙烧温度范围为800-1100℃。

进一步的，含铝固废包括粉煤灰、煤矸石。

进一步的，胚料烧结为自热式胚料烧结，所述自热来源于煤矸石和煤粉。

进一步的，含铝固废、含钙固废、煤粉和纯碱进行粉碎处理至同等物料细度。

进一步的，胚料烧结前还包括对胚料进行程序升温干燥，干燥温度范围为50-800℃。

进一步的，胚料烧结后还包括胚料在完成焙烧后按照程序降温冷却，冷却温度范围为1100-40℃。

进一步的，所述程序升温为按照设定升温速度和处理时间进行温度控制，所述程序降温为按照设定降温速度和处理时间进行温度控制。