[发明专利]一种利用高铝粉煤灰制备莫来石联产聚合氯化铝的方法

说明书

本发明提供了一种利用高铝粉煤灰制备莫来石联产聚合氯化铝的方法，包括：将高铝粉煤灰于浓盐酸中进行活化，液固分离，洗涤，得到洗涤后的第一固体和第一洗涤液；将洗涤后的第一固体于浓碱溶液中进行脱硅反应，液固分离，洗涤，得到洗涤后的第二固体和第二洗涤液；将洗涤后的第二固体于稀盐酸中洗涤，液固分离，得到第三固体和第三洗涤液，将第三固体水洗，得到第四固体和第四洗涤液；将第四固体进行后处理得到莫来石，将第一液体和/或第三洗涤液制备聚合氯化铝。所述方法制备的莫来石杂质含量低、体积密度高，并且吸水率低，还能够联产聚合氯化铝絮凝剂，原料来源广、工艺简单而且酸碱耗低，具有良好的经济、社会和环境效益。

技术领域

本发明属于固废资源化利用技术领域，涉及一种利用高铝粉煤灰制备莫来石联产聚合氯化铝的方法。

背景技术

高铝粉煤灰是内蒙古中部、山西北部地区高铝煤炭在火力发电厂经燃烧发电后产生的固体废弃物，含有大量的氧化铝和氧化硅等资源，目前利用率较低，大量未利用的高铝粉煤灰不仅污染环境还会造成巨大的资源浪费。

莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，是一种优质的耐火原料。自然界中莫来石矿物极其稀少，主要是人工合成莫来石。而人工合成莫来石主要分为烧结莫来石和电熔莫来石。通常以铝土矿为原料掺加一定量的辅料经烧结制备莫来石骨料。

聚合氯化铝具有混凝能力强、用量少、净水效能高及适应力强等特点，是当前水处理领域最常用的无机高分子絮凝剂，被广泛应用于饮用水、工业用水和污水等的处理。现有制备聚合氯化铝的方法一般以低品位铝土矿物、含铝较低的矿物和固体废弃物作为铝源，以工业盐酸为氯源。

CN1696075A采用磁选高铝粉煤灰掺加少量高铝铝矾土经混料、成型和烧结制备莫来石；CN10175940A公开了一种以磁选粉煤灰、铝矾土和氟化铝为原料经注模、干燥、焙烧制备莫来石的方法。但是，这些方法需要掺加铝矾土和其他物质，成本较高。CN104371703A、CN102583409A、CN102583411A和CN104671811A分别公开了一种以脱硅-稀酸溶液洗粉煤灰、球磨-脱硅-酸洗粉煤灰、预脱硅-酸洗-二次脱硅高铝粉煤灰、脱硅-稀酸溶液洗-浓酸活化高铝粉煤灰为原料，经干燥、焙烧制备莫来石产品。上述方法虽然以工业固废高铝粉煤灰作为单一原料，但整体工艺存在原料纯度低、碱耗酸耗大及经济性差等问题。

CN106220190A公开了一种利用高铝粉煤灰制备莫来石的方法，以高铝粉煤灰为原料，经过球磨、稀酸溶液活化、脱硅、焙烧得到莫来石，包括以下步骤：(1)将高铝粉煤灰与氧化铝球进行混合球磨，处理后进行筛分得到粒径(d50)在12μm以下的细磨粉煤灰；(2)将步骤(1)得到的细磨粉煤灰用稀酸溶液进行活化处理，经过滤得到滤饼；(3)将步骤(2)产生的滤饼与稀碱溶液混合进行脱硅处理，经过过滤操作后得到滤饼；(4)对步骤(3)所产生的滤饼进行焙烧得到莫来石产品。但是，该方法使用的是稀酸溶液和稀碱，并且制得的莫来石中钠钾钙铁杂质含量较高，莫来石产品品质较低。

CN104671811A公开了一种利用高铝粉煤灰两段酸处理制备莫来石的方法，包括以下步骤：(1)将高铝粉煤灰与稀碱溶液混合进行预脱硅处理，处理后进行过滤操作得到滤饼和滤液；(2)将步骤(1)所生产的滤饼用稀酸溶液进行处理，经过滤得到滤饼；(3)将步骤(2)所生产的滤饼用浓酸进行处理，经过滤得到二次酸处理滤饼；(4)对步骤(3)所产生的二次酸处理滤饼进行水洗、过滤、焙烧，得到莫来石产品。所述方法中虽然使用了浓酸处理，但是其作用是：针对铁钙等杂质深度脱除的需要，采用稀酸溶液-浓酸二步工艺处理脱硅后粉煤灰，可在保证氧化铝含量提高的基础上实现杂质的大幅度降低。

发明内容