堿石灰燒結法提取粉煤灰中的氧化鋁

時間：2014-06-27 10:04:00

作者：世邦機器

1.堿石灰燒結法

(1)原理

堿石灰燒結法就是將粉煤厭和石灰、碳酸鈉在高溫下燒結。粉煤灰中的A1：O，與碳酸鈉燒結成可溶性的鋁酸鈉即NaAl0，，見下式：

Na2C03一Na20+C02

Na20+4Si02一Na2Si(Si309)

Na20+A1203-NaAl02

氧化硅與石灰焙燒成不溶性的硅酸二鈣，熟料經(jīng)破碎、浸出、分離、一段脫硅、二段脫硅、碳酸分解等工序得到氫氧化鋁，末了煅燒得氧化鋁。

(2)生產(chǎn)工藝

此法一般在1220。C，弱還原氣氛F進行，故能耗較石灰法低些。其熟料得經(jīng)過破碎后才能進入下一道工序。粉煤灰綜合利用的過程中用粉煤灰磨將粉煤灰磨細是一項非常重要的工作。將破碎所得熟料用循環(huán)母液浸出，將可溶性偏鋁酸鈉與不溶性硅酸二鈣分離。過濾后，由于NaAl0：粗液中含少量SiO：，故需加入石灰乳進行脫硅處理，再過濾即可得NaAIO：精液。再通入CO：進行中和NaA|O：，降低溶液堿度，使A1(OH)，析出。末了將Al(OH)，放人窯內經(jīng)1200℃煅燒，從而獲得A1：0，。此方法堿液可循環(huán)利用，所得殘渣可用于生產(chǎn)硅酸鹽水泥原料。

20世紀60年代，波蘭利用粉煤灰采用堿石灰法建成年產(chǎn)5000t氧化鋁及35萬t水泥的實驗工廠。我國寧夏回族自治區(qū)建材研究所采用堿石灰燒結法自粉煤灰中提取氧化鋁，殘渣生產(chǎn)水泥的工藝，于1987年9月，由寧夏回族自治區(qū)科委組織鑒定。2004年12月內蒙古自治區(qū)科技廳召開了“粉煤灰提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)化技術”項目科技成果鑒定會，該集團自主完成了近5000t級的中試。馬雙忱等采用此法處理含氧化硅48.92%、氧化鋁30.97%的粉煤灰，焙燒條件為焙燒溫度1200。C，保溫2h，物料比mNa，O/mAl，0，=1.25，mCaO/mSiO，=2;然后用質量分數(shù)為3%的碳酸鈉溶液浸出熟料，溫度為60～70。C，保溫1h，液固質量比為10，所得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)脫硅、碳酸分解和煅燒得到氧化鋁。

堿石灰燒結法較石灰石燒結法能耗較低，但需要體系外補充CO：，要求粉煤灰中氧化鋁質量分數(shù)不小于30%，并且只提取了粉煤灰中的氧化鋁，沒有實現(xiàn)粉煤灰的精細綜合利用。

2.碳酸鈉焙燒法

主要工藝為：將粉煤灰和碳酸鈉混合燒結，將其產(chǎn)物自粉化冷卻，加入適量鹽酸溶液，可形成硅膠。多次抽濾洗滌所得的膠體，在650%下得到高比表面積的白炭黑;濾液先加入氨水至無沉淀生成，再加入適量的NaOH溶液，經(jīng)過濾后，濾渣為Fe(OH)，等雜質，濾液為NaAIO：粗液，再加入適量鹽酸，就可得到Al(OH)，沉淀，將沉淀低溫烘干，煅燒后可得到納米級AI：0，。這項技術，因其可同時制備出高附加值產(chǎn)品白炭黑和納米級A1：0，而備受重視。