自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法
2023-06-08 23:43:26 1
專利名稱：自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化鈉的脫除方法，特別是涉及一種從已提取了二氧化矽的高鋁
粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法。本發明在脫除氧化鈉後可以得到低鈉脫矽灰。
背景技術：
我國許多煤田產出的原煤經粉末化燃燒後形成的粉煤灰中富含氧化鋁^1203含量高於37%，有些甚至高達44%，可稱之為高鋁粉煤灰。這種粉煤灰除富含八1203外，還富含Si02，其Si02含量一般在45 50%之間。因此，這種粉煤灰的鋁矽比比較低，通常僅有O. 8左右，難以滿足傳統提鋁方法對鋁礦資源中鋁含量和鋁矽比的要求。 波蘭傑米克和我國內蒙古蒙西高新技術集團採用石灰石燒結法自這種高鋁粉煤灰中提取八1203，由於需配入大量的碳酸鈣，運作的物料量大、能耗高、主產品氧化鋁產出量少，副產品水泥產出量大，生產1噸氧化鋁竟聯產出8 13噸的水泥，因此難以推廣應用。
CN 101125656A"—種從粉煤灰中先提矽後提鋁的方法"是以質量濃度大於40X的NaOH溶液浸取粉煤灰，將其中的矽以矽酸鈉的形式溶出，分離後得到矽酸鈉溶液和鋁矽比> 2的鹼浸渣；溶出的矽酸鈉蒸濃成不同濃度的矽酸鈉溶液，或者利用碳分法製備白炭黑；鹼浸渣以鹼石灰燒結法或石灰石燒結法生產Al (0H)3並進而生產八1203，提鋁後的殘渣製成填料或用於生產水泥。該專利申請突破了原來直接從粉煤灰中提取氧化鋁的思路，採用先提矽，再提鋁的全新工藝路線，提高了鹼浸渣中的鋁矽比，簡化了氧化鋁的提取工藝，提高了粉煤灰中鋁的提取率。 該專利申請中，雖然可以直接採用鹼石灰燒結法從提矽後的脫矽灰中有效回收其中的八1203，但工藝流程複雜，能耗高，產出的赤泥中化20含量高(約1.75% )，不能完全滿足水泥原料成份的要求。 另外，從高鋁粉煤灰中提矽後得到的脫矽灰中，化20含量一般在5 8%之間波
動。當採用鹼石灰燒結法提取氧化鋁時，脫矽灰中含有一定量的Na20是無害的，Na20可以
有效破解脫矽灰中的莫來石相，並可降低燒結液相溫度。但是，對於石灰石燒結法提取氧化
鋁，如果生料中化20含量高於0. 8% ，就會損害燒成料中藉助矽酸二鈣晶型轉變產生的燒結
料自粉化，使燒成料物相複雜，鋁的溶出率降低，產品成本高，工藝經濟效益惡化。 通常情況下，是難以從用濃鹼處理過的鋁土礦或粉煤灰渣中脫除其中的氧化鈉的。
因為苛性鈉既可以溶出物料中的矽，也可以溶出物料中的鋁，生成矽酸鈉和鋁酸鈉，而矽酸鈉
和鋁酸鈉又可以生成穩定的化合物矽鋁酸鈉(鈉矽渣)，在低溫常壓下，從這種化合物中脫除
氧化鈉是非常困難的。所以，氧化鋁生產工藝排出的拜耳法赤泥或燒結法提取氧化鋁後的赤
泥中的氧化鈉含量均較高，既造成了氧化鈉的損失，又帶來汙染。雖然拜耳法赤泥可以用作燒
結法的原料，但由於這種原料的氧化鈉含量高，不適宜低能耗的石灰石燒結法。
發明內容
本發明的目的是提供一種自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，通過降低粉煤灰
3脫矽灰中的Na20含量，使其滿足石灰石燒結法提取氧化鋁的要求，進而提供一種既經濟又有效地回收粉煤灰類鋁資源中A1203的方法。 本發明自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法是通過以下具體技術方案實現的
以粉煤灰脫矽灰中的Na20含量為基準，按照Ca0 : Na20 = 2 5 : 1的摩爾比配入消化的石灰乳，調整反應體系的液固比2 8，在> 65t:溫度下攪拌反應30 300分鐘，靜置沉降，固液分離，回收上清液和濾液得到低濃度NaOH溶液，濾餅以清水洗滌得到低鈉脫矽灰。 回收得到的低濃度NaOH溶液或者返回粉煤灰提矽工序用作稀釋液使用，或者直接用作生石灰消化用的消化水。 洗滌濾餅產生的洗滌液回收用於下批次作業時調整反應體系的液固比。
上述方法中，脫除氧化鈉的最優化反應溫度為90 IO(TC 。 採用本發明的方法可以有效地從用濃鹼處理過的鋁土礦或粉煤灰渣中脫除氧化鈉，經本發明方法處理過的脫矽灰中Na20含量降至1. 2%以下，Na20脫除率^ 75% 。
高鋁粉煤灰經提取Si02後，鋁含量被富集到50%左右，5102含量則由原先的50%降至30%左右。本發明進一步對上述脫矽灰進行了脫除氧化鈉處理，得到的低鈉脫矽灰可以採用石灰石燒結法提取A1203，提取A1203後的赤泥Na20含量低，且主要物相為碳酸二鈣和矽酸鈣，因此完全可用作水泥原料，可以實現治理汙染不造成新汙染的目標。
具體實施方式
實施例1 取含有Na20為6. 2wt %的脫矽灰(幹態)1000Kg，按照CaO/Na20 = 2的摩爾比配入濃度為150g/l (以CaO計)的石灰乳750L，再加入適量洗滌液，調整至體系液固比為2. 5，用蒸汽加熱至10(TC，攪拌反應1.5小時後，排洩到沉降槽中。回收上清液與濾液，得到的低濃度NaOH溶液以泵送到粉煤灰提矽工序，用於稀釋反應漿料。濾餅以清水洗滌，產生的洗滌液回收用於調整反應體系的液固比。洗滌後得到低鈉脫矽灰濾餅的Na20降至1. 2wt%，Na20的脫除率約76%，可以繼續採用石灰石燒結法提取八1203。
實施例2 取含有Na20為6. 2wt^的脫矽灰(幹態)lOOOKg，按照CaO/Na20 = 2. 5的摩爾比配入濃度為150g/l (以CaO計)的石灰乳935L，再加入適量洗滌液，調整至體系液固比為2.5，用蒸汽加熱至95t:，攪拌反應2小時後，排洩到沉降槽中。回收上清液與濾液，得到的低濃度NaOH溶液用作苛化生石灰消化水。濾餅以清水洗滌，產生的洗滌液回收用於調整反應體系的液固比。洗滌後得到低鈉脫矽灰濾餅的Na20降至lwt%， Na20的脫除率約81%，可以繼續採用石灰石燒結法提取八1203。
實施例3 取含有化20為6. 2wt^的脫矽灰(幹態)1000Kg，按照CaO/Na20 = 4的摩爾比配入濃度為150g/l(以CaO計)的石灰乳1500L，再加入適量洗滌液，調整至體系液固比為3，用蒸汽加熱至95t:，攪拌反應4小時後，排洩到沉降槽中。回收上清液與濾液，得到的低濃度NaOH溶液以泵送到粉煤灰提矽工序，用於稀釋反應漿料。濾餅以清水洗滌，產生的洗滌液回收用於調整反應體系的液固比。洗滌後 到低鈉脫矽灰濾餅的Na20降至0. 86wt%，Na20的脫除率約84. 5%，可以繼續採用石灰石燒結法提取A120權利要求
自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，是以粉煤灰脫矽灰中的Na2O含量為基準，按CaO∶Na2O＝2～5∶1的摩爾比配入消化的石灰乳，調整反應體系液固比為2～8，在≥65℃溫度下攪拌反應30～300分鐘，靜置沉降，固液分離，回收上清液和濾液，得到低濃度NaOH溶液，濾餅以清水洗滌得到低鈉脫矽灰。
2. 根據權利要求1所述的自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，其特徵是回收得到的低濃度NaOH溶液或者返回粉煤灰提矽工序用作稀釋液使用，或者直接用作生石灰消化用的消化水。
3. 根據權利要求1所述的自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，其特徵是洗滌濾餅產生的洗滌液回收用於下批次作業時調整反應體系的液固比。
4. 根據權利要求1所述的自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，其特徵是所述的攪拌反應溫度為90 IO(TC。
全文摘要
自粉煤灰脫矽灰中脫除氧化鈉的方法，是以粉煤灰脫矽灰中的Na2O含量為基準，按照CaO∶Na2O＝2～5∶1的摩爾比配入消化的石灰乳，調整反應體系液固比為2～8，在≥65℃下攪拌反應30～300分鐘，靜置沉降，固液分離，回收上清液和濾液得到低濃度NaOH溶液，濾餅以清水洗滌得到低鈉脫矽灰。採用本發明的方法可以有效地從用濃鹼處理過的鋁土礦或粉煤灰渣中脫除氧化鈉，Na2O含量降至1.2％以下，脫除率≥75％，滿足石灰石燒結法提取氧化鋁的要求。
文檔編號C01F7/02GK101774616SQ20101003333
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者秦晉國 申請人:朔州市潤澤投資發展有限公司