[发明专利]一种利用粉煤灰制取白炭黑、煤粉和氢氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰的利用。

背景技术

粉煤灰是各种燃煤锅炉排放的在一种固体废弃物，是煤炭燃烧残留的固体废弃物，是现代燃煤电厂的主要副产品，是工业废弃物中产量最大的一种废渣，其存放不仅是个占地问题，其露天堆放还间接影响到水资源和大气环境。粉煤灰的主要成份是富含SiO₂和Al₂O₃的玻璃体，并含有少量的CaO，MgO，Na₂O，K₂O及SO₂等；此外，还含有Cu，Cr，Ni，Sr，Nb，Ga，Ge等稀有和微量元素。长期以来，我国利用粉煤灰主要是回填低洼地、矿井、煤矿塌陷区和砖厂的土坑。目前，粉煤灰的工业利用主要是用来制备铝盐，其工艺方法主要有：1)用石灰烧结、碳酸钠溶出工艺从粉煤灰中提取氧化铝，该方法存在的问题是：反应条件是高温，能耗大，只提取了粉煤灰中的氧化铝，粉煤灰中二氧化硅的利用价值低；2)采用碱石灰烧结法，将粉煤灰和石灰、碳酸钠经高温烧结成可溶性的铝酸钠及不溶性的硅酸钙，二者分离后制备氧化铝。该方法产生的硅钙渣，只能用作水泥原料。每生产1吨的氧化铝要产生10吨的硅钙渣，我国的建材市场消化不了如此多的硅钙渣，又会造成堆积；3)氟氨助溶酸浸法提取粉煤灰中氧化铝，直接用酸浸溶解，提取率低(70％)，残渣30％量大；酸用量大，还需要中和，成本高。因此研究一种低成本、利用粉煤灰制备高附加值产品的方法成了当务之急。

发明内容

本发明的任务在于提供一种利用粉煤灰制取白炭黑的方法，同时也提供了一种利用粉煤灰制取煤粉和氢氧化铝的方法。

其技术解决方案为：

一种利用粉煤灰制取白炭黑的方法，包括如下步骤：

1)物料的配比：按粉煤灰1000千克、20％-45％的氟硅酸3-8立方米、30％-98％硫酸0.2-0.5立方米的比例，加入反应釜中；

2)反应釜反应：将反应釜中的物料加热搅拌，控制温度120℃-180℃之间，直至反应完毕，蒸干；

3)制备白炭黑：将反应釜中反应产生的气体利用吸收塔吸收，在吸收塔下部的沉淀池中沉淀吸收塔内反应产生的固体，沉淀池中的清液回收利用；用离心机过滤上述沉淀池中的固体，用水洗到PH3-6，调浆浓度为10％-40％送入闪蒸干躁机干躁得到白炭黑。

一种利用粉煤灰制取煤粉的方法，包括如下步骤：

1)物料的配比：按粉煤灰1000千克、20％-45％的氟硅酸3-8立方米、30％-98％硫酸0.2-0.5立方米的比例，加入反应釜中；

2)反应釜反应：将反应釜中的物料加热搅拌，控制温度120℃-180℃之间，直至反应完毕，蒸干，得到固体反应产物；

3)煤粉的制取：将步骤2)中的固体反应产物以固体反应产物3-10倍的水溶解，分离不溶物，烘干即得煤粉。

一种利用粉煤灰制取氢氧化铝的方法，包括如下步骤：

1)物料的配比：按粉煤灰1000千克、20％-45％的氟硅酸3-8立方米、30％-98％硫酸0.2-0.5立方米的比例，加入反应釜中；

2)反应釜反应：将反应釜中的物料加热搅拌，控制温度120℃-180℃之间，直至反应完毕，蒸干，得到固体反应产物；

3)氢氧化铝的制取：将步骤2)中的固体反应产物以固体反应产物3-10倍的水溶解，过滤不溶物，得到滤液，在搅拌的情况下滴加浓度为20％-30％的氨水调PH值到6至10之间，得到氢氧化铝沉淀，离心分离后烘干得到氢氧化铝。

本发明的有益效果是：本发明主要利用氟硅酸、硫酸作为催化剂的作用，与粉煤灰反应，制取白炭黑、煤粉和氢氧化铝，通过温度、时间和酸碱配比，将粉煤灰最大限度的分解，不仅解决了粉煤灰堆积占地的问题，同时得到了高附加值的产品。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

具体实施方式

实施例1：

在反应釜中加入浓度为20％的氟硅酸8立方米、30％的硫酸0.5立方米，在加热至80℃后加入粉煤灰1000千克，加热搅拌反应，控制反应温度120℃，直至反应完毕，蒸干得到固体反应产物。在反应的同时引风将反应产生的气体抽入吸收塔，用离心机分离吸收塔底部沉淀池中产生的固体沉淀，将固体沉淀水洗到PH值为3，调浆浓度为10％，送入闪蒸干燥机干燥得到白炭黑；将反应釜中的固体反应产物以固体反应产物10倍的水溶解后，离心分离固体和液体后，固体部分烘干得到煤粉，液体在搅拌情况下滴加20％氨水调pH值到6，得到氢氧化铝沉淀，静止沉淀后，弃去清液，离心分离后，烘干得到氢氧化铝。