CN101041450A - 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 - Google Patents
利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101041450A CN101041450A CN 200710087028 CN200710087028A CN101041450A CN 101041450 A CN101041450 A CN 101041450A CN 200710087028 CN200710087028 CN 200710087028 CN 200710087028 A CN200710087028 A CN 200710087028A CN 101041450 A CN101041450 A CN 101041450A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon black
- white carbon
- alumina
- ash
- aluminous fly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 4
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 title 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 52
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 150000004645 aluminates Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 6
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- -1 aluminosilicate compound Chemical class 0.000 claims description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 4
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 11
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims 3
- 238000003483 aging Methods 0.000 claims 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 229910021331 inorganic silicon compound Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
一种利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的清洁生产新工艺。以碳酸钠为配料，在中温下使高铝粉煤灰分解，生成酸溶性铝硅酸盐物料；将该烧结物料以稀硫酸进行酸浸，使高铝粉煤灰中的氧化铝和氧化硅分离；所得含铝液体部分经进一步处理生成氢氧化铝沉淀，经煅烧制成γ－氧化铝或α－氧化铝产品，含硅胶体部分经纯化洗涤、干燥、煅烧，可制成白炭黑、氧化硅气凝胶、超细氧化硅、多孔氧化硅等无机硅化合物产品；副产品碳酸氢钠可作为烧结配料循环利用；工艺过程中产生的少量赤泥废渣可用作生产矿物聚合材料或硅铝胶凝材料的原料。本发明工艺设计合理，能耗低，符合“清洁生产”的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑的清洁生产新工艺。
背景技术
近十年来，中国氧化铝工业不论是在产量上还是在生产技术上都有很大的发展，但国内氧化铝产量一直无法满足其消费需求，仍需靠大量进口来维持国内的基本消费。目前，铝土矿是中国氧化铝生产中唯一的矿产资源。中国的铝土矿资源仅占全世界此类资源总量的7.5％，且多以铝硅比低、溶出性能差的一水硬铝石型矿石为主。随着中国原铝工业的快速发展，氧化铝需求量不断增加，导致铝土矿资源日益减少，严重阻碍中国铝工业的可持续发展。
目前，国内外利用粉煤灰生产氧化铝的方法是采用粉煤灰和石灰石进行高温烧结，烧结温度为1350℃左右。该方法的石灰石用量大，烧结温度高，能耗和成本都很高；且CO2排放量大，副产品水泥产量过大，无法满足规模化工业生产的要求。
从中国铝工业可持续发展的观点看来，氧化铝生产过程必须降低能耗，减少铝土矿资源的消耗，减少温室效应气体的排放量，解决大量赤泥的资源化利用技术，实现清洁生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑的清洁生产新工艺。本发明充分利用高铝粉煤灰中的主要成分氧化铝和氧化硅，制得高附加值的产品，同时该工艺方法的能耗低，不消耗除燃料以外的一次性资源，产品加工成本低，无“三废”排放，高铝粉煤灰原料来源广泛，便于实施推广。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：这种利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产新工艺，采用高铝粉煤灰为原料，包括原料预处理及烧结工序、硅铝分离工序、白炭黑生产工序和氧化铝生产工序。其中氧化铝生产工序又包括铝酸钠固体水浸溶解、粗制铝酸钠溶液除杂、铝酸钠溶液连续碳分分解和氢氧化铝煅烧等工艺过程。
本发明所用的高铝粉煤灰，其中的高铝是指Al2O3含量大于30％。同样，本发明的工艺也适合于Al2O3含量大于30％的高铝煤矸石或高铝黏土。
将高铝粉煤灰经磁选除铁等预处理后，加入配料碳酸钠，在750-880℃下进行烧结，得到在酸性介质中易溶的铝硅酸盐化合物相，然后将烧结物料以稀硫酸溶液进行酸浸溶解，经陈化、过滤、洗涤，得到含铝溶液和偏硅酸胶体；偏硅酸胶体经纯化洗涤、干燥、煅烧后可制成白炭黑、氧化硅气凝胶等无机硅化合物产品。含铝溶液经纯化制成硫酸盐结晶，再经热分解得到铝酸钠固体，经水浸溶解、除杂后得到纯净的铝酸钠溶液，采用碳酸化分解法得到氢氧化铝沉淀，最后经控制温度下煅烧，即制得γ-氧化铝或α-氧化铝产品。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，在所述的原料预处理及烧结工序中，将高铝粉煤灰经磁选除铁预处理后，与碳酸钠混合粉磨，混料成球后在回转窑中进行烧结，碳酸钠配料与高铝粉煤灰的质量比为0.6-0.8，烧结温度为750℃-880℃，保温时间为1-1.5h，高铝粉煤灰的分解率为96-99％，得到的烧结物料是在酸性介质中易溶的铝硅酸盐化合物相。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的硅铝分离工序包括将烧结物料以45-50体积％的稀硫酸溶液进行酸浸，再通过陈化、过滤、洗涤，得到偏硅酸胶体沉淀和含铝溶液，偏硅酸胶体沉淀进入白炭黑生产工序。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的硅铝分离工序中，硅铝分离工序的条件是烧结物料与98体积％硫酸的质量比为1.0∶1.1-1.5，固液重量比为1∶5-11，其中，固体为烧结物料，液体为98体积％硫酸和水，陈化温度为60-70℃，陈化时间为4-8h，高铝粉煤灰原料中Al2O3的提取率大于90％。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的白炭黑生产工序包括将偏硅酸胶体经纯化洗涤后，置于自动控温干燥箱中，在105℃下干燥6-8h，然后粉磨，再在450℃下煅烧2h即制得白炭黑制品。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，在所述的硅铝分离工序中得到含铝溶液，经纯化制成硫酸盐结晶，再经热分解过程，得到固体产物为铝酸盐物相，用于后续的制备氧化铝工序；热分解过程产生的SO2、SO3尾气经活性炭吸收、水洗后可制成浓度45-50体积％的稀硫酸，返回上述的硅铝分离工序循环利用。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，上述的铝酸盐物相经水浸溶解过程制成铝酸钠溶液，水浸溶解温度为80-90℃，再经过滤、洗涤后，得到粗制铝酸钠溶液和赤泥废渣，粗制铝酸钠溶液进入氧化铝工序中的粗制铝酸钠溶液除杂工艺过程，排放的赤泥废渣为非晶态形式，其中含4.2-6.8wB％的Al2O3，其排放量约为高铝粉煤灰原料的4-5％，可作为生产矿物聚合材料或硅铝胶凝材料的原料，其氧化铝的溶出率大于90％。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的粗制铝酸钠溶液除杂工艺过程包括加入饱和石灰水除硅，过滤，继续向溶液中加入碳酸钠除钙，得到纯净的铝酸钠溶液，为下一步的碳酸化分解工艺过程做准备。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的碳酸化分解工艺过程包括纯净的铝酸钠溶液在碳分槽中进行连续碳酸化分解，碳酸化分解工艺过程中所通入的CO2浓度大于36％，碳分液在分解槽的停留时间为3-4h。
在本发明的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺中，所述的氢氧化铝煅烧工艺过程包括连续碳酸化分解工艺过程生产的氢氧化铝，经洗涤后，再经高温煅烧，通过控制煅烧温度可分别制成γ-氧化铝或α-氧化铝产品。
本发明的方法与石灰石烧结法比较，本发明工艺流程设计合理，工艺过程能耗低，符合“清洁生产”的要求，产品附加值高，不消耗除燃料以外的铝土矿、石灰石等一次性资源，加工成本低，同时可制得白炭黑、氧化硅气凝胶等高附加值副产品，使高铝粉煤灰作为二次资源得到充分利用。高铝粉煤灰原料来源广泛，便于实施推广。
附图说明
图1是本发明利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺流程图。
具体实施例
本发明利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑的清洁生产工艺，主要包括原料预处理及烧结工序、硅铝分离工序、白炭黑生产工序和氧化铝生产工序。其中氧化铝生产工序又包括铝酸盐固体水浸溶解、粗制铝酸钠溶液除杂、铝酸钠溶液碳分分解和氢氧化铝煅烧等工艺过程。如图1所示。
试验原料：高铝粉煤灰样品(BF-04)，来自中国华北地区某热电厂，化学成分如下(％)：SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 H2O+ 烧失 总量51.30 1.14 38.23 2.78 1.35 0.02 0.77 2.55 0.18 0.52 0.10 0.15 0.19 99.28
(1)高铝粉煤灰经磁选除铁等预处理后，加入碳酸钠粉磨至粒度＜74μm(即-200目)。按照高铝粉煤灰∶碳酸钠为1∶0.80的质量比，称取高铝粉煤灰500g，工业级无水碳酸钠400g，在860℃下烧结1.5h。X射线粉末衍射分析结果显示，烧结物料的物相组成主要为在酸性介质中易溶的铝硅酸盐化合物相。
(2)烧结物料质量约为724g，磨至粒度＜74μm(即-200目)，将烧结物料加入7L水和0.77L的98体积％硫酸反应1h后，于70℃水浴箱陈化6h，过滤、洗涤得到偏硅酸胶体和酸性含铝溶液。经计算，原粉煤灰中SiO2的提取率约为93％，Al2O3的提取率约为95％。
(3)将偏硅酸胶体经纯化洗涤后，置于自动控温干燥箱中，在105℃下干燥6-8h，粉磨，再在450℃下煅烧2h，即制得白炭黑制品。
(4)将酸性含铝溶液煮沸、蒸发浓缩，然后降温至10℃，生成大量硫酸盐结晶；再经脱水后在900-1200℃下进行热分解反应，得到铝酸盐固体，同时放出含SO2、SO3尾气，经活性炭吸收、水洗，制成稀硫酸循环利用。
(5)上述铝酸盐固体经水浸溶解，过滤、洗涤后得到粗制铝酸钠溶液，粗制铝酸钠溶液中Al2O3的浓度约为100g/L；剩余不溶物为赤泥残渣，重量约13g。化学分析结果表明，赤泥中只含4.2-6.8wB％的Al2O3。粗制铝酸钠溶液中SiO2的浓度约为0.23g/L，采用饱和石灰水除硅，加入饱和石灰水折合CaO相当于0.69g/L(溶液)；继续向溶液中加入碳酸钠除钙，加入碳酸钠约1.38g/L(溶液)。经静置、过滤，除去杂质沉淀，即得到纯净的铝酸钠溶液。化学分析结果显示，该溶液的Na2O/Al2O3摩尔比(MR)约为1.87，Al2O3/SiO2质量比(硅量指数)约为2400。
(6)将得到的纯净铝酸钠溶液在碳分槽中进行碳酸化分解，碳分液在分解槽的停留时间为3-4h，通入CO2的浓度＞36％，碳分液中铝酸钠的分解率约为90％。
(7)碳酸化分解后，得到滤液约1.7L，经蒸发、结晶，得到主要成分为碳酸氢钠的固体，可作为烧结配料循环利用。
(8)生成的氢氧化铝沉淀经洗涤后，在1200℃下煅烧2h，制得α-氧化铝产品。将其化学成分分析结果与国标GB8178-87对比可见，制品达到了氧化铝工业产品国家三级标准，其中Al2O3、Fe2O3、Na2O等杂质含量和灼减量均优于国标规定的一级标准。
在本实施例中所制备的氧化铝的化学成分分析结果(wB％)如下：
| 样品号 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | Na2O | 灼减 |
| BAO-0611 | 98.82 | 0.047 | 0.002 | 0.11 | 0.76 |
注：按照YS/T 274-1998标准，Al2O3含量为100.0％减去表列杂质的含量；表中化学成分按300±5℃温度下烘干的干基计算；表中杂质成分按GB8170处理。
Claims (10)
1、利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺，其特征在于，采用高铝粉煤灰为原料，包括下述制备工序：原料预处理及烧结工序、硅铝分离工序、白炭黑生产工序和氧化铝生产工序；其中，在氧化铝生产工序中又包括粗制铝酸钠溶液除杂、碳酸化分解和氢氧化铝煅烧工艺过程。
2、如权利要求1所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，在所述的原料预处理及烧结工序中，将高铝粉煤灰经磁选除铁预处理后，与碳酸钠混合粉磨，混料成球后在回转窑中进行烧结，碳酸钠配料与高铝粉煤灰的质量比为0.6-0.8，烧结温度为750℃-880℃，保温时间为1-1.5h，高铝粉煤灰的分解率为96-99％，得到的烧结物料是在酸性介质中易溶的铝硅酸盐化合物相。
3、如权利要求1或2所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的硅铝分离工序包括将烧结物料以45-50体积％的稀硫酸溶液进行酸浸，再通过陈化、过滤、洗涤，得到偏硅酸胶体沉淀和含铝溶液，偏硅酸胶体沉淀进入白炭黑生产工序。
4、如权利要求3所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的硅铝分离工序中，硅铝分离工序的条件是烧结物料与98体积％硫酸的质量比为1.0∶1.1-1.5，固液重量比为1∶5-11，其中，固体为烧结物料，液体为98体积％硫酸和水，陈化温度为60-70℃，陈化时间为4-8h，高铝粉煤灰原料中Al2O3的提取率大于90％。
5、如权利要求3或4所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的白炭黑生产工序包括将偏硅酸胶体经纯化洗涤后，置于自动控温干燥箱中，在105℃下干燥6-8h，然后粉磨，再在450℃下煅烧2h即制得白炭黑制品。
6、如权利要求3或4所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，在所述的硅铝分离工序中得到含铝溶液，经纯化制成硫酸盐结晶，再经热分解过程，得到固体产物为铝酸盐物相，用于后续的制备氧化铝工序；热分解过程产生的SO2、SO3尾气经活性炭吸收、水洗后可制成浓度45-50体积％的稀硫酸，返回上述的硅铝分离工序循环利用。
7、如权利要求6所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，上述的铝酸盐物相经水浸溶解过程制成铝酸钠溶液，水浸溶解温度为80-90℃，再经过滤、洗涤后，得到粗制铝酸钠溶液和赤泥废渣，粗制铝酸钠溶液进入氧化铝工序中的粗制铝酸钠溶液除杂工艺过程，排放的赤泥废渣为非晶态形式，其中含4.2-6.8wB％的Al2O3，其排放量约为高铝粉煤灰原料的4-5％，可作为生产矿物聚合材料或硅铝胶凝材料的原料，其氧化铝的溶出率大于90％。
8、如权利要求7所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的粗制铝酸钠溶液除杂工艺过程包括加入饱和石灰水除硅，过滤，继续向溶液中加入碳酸钠除钙，得到纯净的铝酸钠溶液，为下一步的碳酸化分解工艺过程做准备。
9、如权利要求8所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的碳酸化分解工艺过程包括纯净的铝酸钠溶液在碳分槽中进行连续碳酸化分解，碳酸化分解工艺过程中所通入的CO2浓度大于36％，碳分液在分解槽的停留时间为3-4h。
10、如权利要求1或2所述的利用高铝粉煤灰综合生产氧化铝和白炭黑的工艺，其特征在于，所述的氢氧化铝煅烧工艺过程包括连续碳酸化分解工艺过程生产的氢氧化铝，经洗涤后，再经高温煅烧，通过控制煅烧温度可分别制成γ-氧化铝或α-氧化铝产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100870283A CN101041450B (zh) | 2006-03-15 | 2007-03-14 | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200610065753 | 2006-03-15 | ||
| CN200610065753.6 | 2006-03-15 | ||
| CN2007100870283A CN101041450B (zh) | 2006-03-15 | 2007-03-14 | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101041450A true CN101041450A (zh) | 2007-09-26 |
| CN101041450B CN101041450B (zh) | 2011-06-01 |
Family
ID=38807281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007100870283A Expired - Fee Related CN101041450B (zh) | 2006-03-15 | 2007-03-14 | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101041450B (zh) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101941783A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 西安建筑科技大学 | 粉煤灰脱硅碱渣或提取Al2O3工艺后的碱性赤泥的碳分洗涤脱钠方法 |
| CN101966999A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-02-09 | 中国地质大学（北京） | 高铝粉煤灰两步碱溶法提取氧化铝和白炭黑的方法 |
| CN101214961B (zh) * | 2007-12-30 | 2011-03-30 | 薛彦辉 | 一种利用粉煤灰制取白炭黑、煤粉和氢氧化铝的方法 |
| CN102020299A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-04-20 | 南京航空航天大学 | 粉煤灰生产工业活性氧化铝的方法 |
| WO2012151767A1 (zh) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司 | 高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法 |
| CN102897810A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-01-30 | 大唐国际发电股份有限公司 | 一种利用粉煤灰生产氧化铝的方法 |
| DE112011101459T5 (de) | 2010-04-27 | 2013-03-07 | China Shenhua Energy Company Limited | Verfahren zum Bereitstellen von Aluminium mit metallurgischem Grad unter Verwendung von Wirbelbettasche |
| CN103031443A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-10 | 贵州大学 | 一种赤泥脱碱并回收铝和铁的方法 |
| CN103121700A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 中国矿业大学(北京) | 利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法 |
| CN101855327B (zh) * | 2008-09-12 | 2013-09-25 | 塔塔钢铁有限公司 | 用于煤的有机精制的技术经济性方法的开发 |
| CN101855326B (zh) * | 2008-09-03 | 2013-09-25 | 塔塔钢铁有限公司 | 用于由高灰分煤生产低灰分清洁煤的改进的选矿方法 |
| CN103332711A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-10-02 | 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 | 高铝粉煤灰的深度脱硅方法 |
| CN103435079A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 化工部长沙设计研究院 | 一种含铝硅酸盐矿物低温分解生产氧化铝的工艺 |
| CN103922448A (zh) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 中国地质大学（北京） | 一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法 |
| CN104445307A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种粉煤灰的处理方法 |
| CN104445212A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种用于循环流化床粉煤灰的处理方法 |
| CN104591193A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-05-06 | 中国神华能源股份有限公司 | Al2O3-SiO2气凝胶的制备方法 |
| CN105540596A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-05-04 | 六盘水师范学院 | 一种高硅高铁粉煤灰制备二氧化硅的方法 |
| CN105668597A (zh) * | 2014-11-21 | 2016-06-15 | 神华集团有限责任公司 | 粉煤灰酸碱联合提取铝基产品和硅基产品的方法 |
| CN107804853A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-16 | 安徽伊法拉电气有限公司 | 一种利用粉煤灰制备乙烯基接枝改性白炭黑的方法 |
| CN109384254A (zh) * | 2018-07-24 | 2019-02-26 | 山西大学 | 由粉煤灰或煤矸石制备结晶氯化铝和白炭黑的方法 |
| CN109607538A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-12 | 东北大学 | 一种由预处理后的粉煤灰制备碳化硅的方法 |
| CN111690174A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-09-22 | 东莞市固泰有机硅有限公司 | 一种含有改性白炭黑的胶辊用硅橡胶及其制备方法 |
| CN114735732A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 内蒙古工业大学 | 一种高铝粉煤灰制备氧化铝和二氧化硅的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL116409A (en) * | 1995-12-15 | 1999-11-30 | Mashal Alumina Ind Ltd | Process for the recovery of alumina and silica |
| CN100457628C (zh) * | 2006-06-02 | 2009-02-04 | 李禹� | 粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法 |
-
2007
- 2007-03-14 CN CN2007100870283A patent/CN101041450B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101214961B (zh) * | 2007-12-30 | 2011-03-30 | 薛彦辉 | 一种利用粉煤灰制取白炭黑、煤粉和氢氧化铝的方法 |
| CN101855326B (zh) * | 2008-09-03 | 2013-09-25 | 塔塔钢铁有限公司 | 用于由高灰分煤生产低灰分清洁煤的改进的选矿方法 |
| CN101855327B (zh) * | 2008-09-12 | 2013-09-25 | 塔塔钢铁有限公司 | 用于煤的有机精制的技术经济性方法的开发 |
| DE112011101459T5 (de) | 2010-04-27 | 2013-03-07 | China Shenhua Energy Company Limited | Verfahren zum Bereitstellen von Aluminium mit metallurgischem Grad unter Verwendung von Wirbelbettasche |
| US8568671B2 (en) | 2010-04-27 | 2013-10-29 | China Shenhua Energy Company Limited | Method for preparing metallurgical-grade alumina by using fluidized bed fly ash |
| CN101941783A (zh) * | 2010-09-15 | 2011-01-12 | 西安建筑科技大学 | 粉煤灰脱硅碱渣或提取Al2O3工艺后的碱性赤泥的碳分洗涤脱钠方法 |
| CN101966999A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-02-09 | 中国地质大学（北京） | 高铝粉煤灰两步碱溶法提取氧化铝和白炭黑的方法 |
| CN101966999B (zh) * | 2010-11-11 | 2012-11-21 | 中国地质大学（北京） | 高铝粉煤灰两步碱溶法提取氧化铝和白炭黑的方法 |
| CN102020299B (zh) * | 2010-12-23 | 2012-10-24 | 南京航空航天大学 | 粉煤灰生产工业活性氧化铝的方法 |
| CN102020299A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-04-20 | 南京航空航天大学 | 粉煤灰生产工业活性氧化铝的方法 |
| WO2012151767A1 (zh) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司 | 高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法 |
| US9139445B2 (en) | 2011-05-11 | 2015-09-22 | Inner Mongolia Datang International Recycling Resource Development Co., Ltd. | Method for co-producing alumina and activated calcium silicate from high-alumina fly ash |
| CN103121700A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 中国矿业大学(北京) | 利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法 |
| CN103121700B (zh) * | 2011-11-18 | 2014-11-05 | 中国矿业大学(北京) | 利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法 |
| CN102897810B (zh) * | 2012-11-06 | 2015-04-22 | 大唐国际发电股份有限公司 | 一种利用粉煤灰生产氧化铝的方法 |
| CN102897810A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-01-30 | 大唐国际发电股份有限公司 | 一种利用粉煤灰生产氧化铝的方法 |
| CN103031443A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-10 | 贵州大学 | 一种赤泥脱碱并回收铝和铁的方法 |
| CN103922448A (zh) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | 中国地质大学（北京） | 一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法 |
| CN103332711A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-10-02 | 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 | 高铝粉煤灰的深度脱硅方法 |
| CN103435079A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 化工部长沙设计研究院 | 一种含铝硅酸盐矿物低温分解生产氧化铝的工艺 |
| CN103435079B (zh) * | 2013-09-04 | 2015-03-18 | 化工部长沙设计研究院 | 一种含铝硅酸盐矿物低温分解生产氧化铝的工艺 |
| CN104445307A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种粉煤灰的处理方法 |
| CN104445212A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种用于循环流化床粉煤灰的处理方法 |
| CN104445212B (zh) * | 2013-09-16 | 2017-09-12 | 贵阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种用于循环流化床粉煤灰的处理方法 |
| CN105668597A (zh) * | 2014-11-21 | 2016-06-15 | 神华集团有限责任公司 | 粉煤灰酸碱联合提取铝基产品和硅基产品的方法 |
| CN104591193A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-05-06 | 中国神华能源股份有限公司 | Al2O3-SiO2气凝胶的制备方法 |
| CN105540596A (zh) * | 2016-01-11 | 2016-05-04 | 六盘水师范学院 | 一种高硅高铁粉煤灰制备二氧化硅的方法 |
| CN107804853A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-03-16 | 安徽伊法拉电气有限公司 | 一种利用粉煤灰制备乙烯基接枝改性白炭黑的方法 |
| CN109384254A (zh) * | 2018-07-24 | 2019-02-26 | 山西大学 | 由粉煤灰或煤矸石制备结晶氯化铝和白炭黑的方法 |
| CN109384254B (zh) * | 2018-07-24 | 2021-05-14 | 山西大学 | 由粉煤灰或煤矸石制备结晶氯化铝和白炭黑的方法 |
| CN109607538A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-12 | 东北大学 | 一种由预处理后的粉煤灰制备碳化硅的方法 |
| CN111690174A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-09-22 | 东莞市固泰有机硅有限公司 | 一种含有改性白炭黑的胶辊用硅橡胶及其制备方法 |
| CN114735732A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-12 | 内蒙古工业大学 | 一种高铝粉煤灰制备氧化铝和二氧化硅的方法 |
| CN114735732B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-10-27 | 内蒙古工业大学 | 一种高铝粉煤灰制备氧化铝和二氧化硅的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101041450B (zh) | 2011-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101041450B (zh) | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 | |
| Ding et al. | Research and industrialization progress of recovering alumina from fly ash: A concise review | |
| CN104495899B (zh) | 一种电石渣与粉煤灰协同资源化利用的方法 | |
| CN100413981C (zh) | 一种从高硅含铝矿物原料中酸法提取铝的方法 | |
| CN101913632B (zh) | 煤矸石燃烧灰渣提取氧化铝、氧化硅和氧化铁的方法 | |
| CN102515279B (zh) | 一种综合提取煤矸石中硅铝铁的方法 | |
| CN101254933B (zh) | 从粉煤灰中提取高纯氧化铝及硅胶的方法 | |
| CN101891224A (zh) | 利用赤泥和粉煤灰生产氧化铝和白炭黑的方法 | |
| CN102757060B (zh) | 一种消纳拜耳法赤泥的方法 | |
| CN100584764C (zh) | 从粉煤灰和煤矸石中回收氧化铁的方法 | |
| WO2013143335A1 (zh) | 碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法 | |
| CN103303952B (zh) | 一种利用高铝粉煤灰低温液相碱溶法制备铝酸钠联产硅基材料的方法 | |
| CN100415679C (zh) | 电熔莫来石的制造方法 | |
| CN109019646A (zh) | 一种利用煤矸石制备铝溶胶的方法 | |
| CN111592001B (zh) | 一种粉煤灰制备层状双氢氧化物和白炭黑的方法 | |
| CN102351226A (zh) | 一种粉煤灰生产氧化铝的方法 | |
| CN110040756A (zh) | 一种铝灰制备聚合氯化铝联产耐火材料的方法 | |
| CN103342375B (zh) | 从粉煤灰中回收氧化铝、二氧化硅及其它金属成分的方法 | |
| CN106542551A (zh) | 一种从粉煤灰中联产片钠铝石和水化硅酸钙的方法 | |
| CN101863500A (zh) | 一种含铝冶金物料生产氧化铝的方法 | |
| CN102476820A (zh) | 一种湿法从粉煤灰中提取氧化铝的方法 | |
| CN113213498A (zh) | 一种水泥基材料碳化再利用方法和一种碳酸钙晶须材料 | |
| CN101074105A (zh) | 一种新的石灰烧结－拜耳法联合生产氢氧化铝的方法 | |
| CN105439156A (zh) | 一种利用微硅粉和电石渣制备橡塑填料的方法 | |
| CN1296280C (zh) | 利用粉煤灰和石灰石联合生产氧化铝和水泥的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110601 Termination date: 20190314 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |