專利名稱：降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法。
背景技術(shù)：
粉煤灰化學(xué)成分的變化主要受不同來源的煤的成分的影響。作為生產(chǎn)高附加值粉煤灰堇青石工業(yè)產(chǎn)品的原料，粉煤灰中過高的鐵和鈣含量將對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響過高鐵的含量將明顯降低材料的耐火度，過高的鈣含量將增大材料的熱膨脹系數(shù)，降低材料的抗熱震能力。對于某些產(chǎn)品，從成本的角度考慮，粉煤灰中的鐵和鈣不必完全去除，只要將其含量降到適當(dāng)?shù)图纯?。例如，對粉煤灰堇青石材料，粉煤灰中的氧化鐵和氧化鈣的含量分別≤3.5wt％和≤2.5wt％就可以作為合格的原料使用；當(dāng)然，粉煤灰中氧化鈣的含量越低越好。
我國熱電廠排出的一級和二級粉煤灰中的氧化鐵和氧化鈣含量一般都分別遠(yuǎn)大于3.5wt％和2.5wt％。
目前的粉煤灰利用現(xiàn)狀(建筑材料領(lǐng)域)是希望其中的氧化鈣含量更多一些。目前在全世界范圍內(nèi)，還沒有報道過降低粉煤灰中氧化鈣含量的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對我國熱電廠排出的一級和二級粉煤灰中的氧化鐵和氧化鈣含量分別遠(yuǎn)大于3.5wt％和2.5wt％，本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡單、成本低的降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，其特征在于包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水體積量V0在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.2-1.4倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升；攪拌水和粉煤灰，使之形成均勻的粉煤灰泥漿；記下加入水的體積量V0；3).去除粉煤灰中的鐵；然后，靜置粉煤灰泥漿，待水和粉煤灰分離后，并放出上面的清水留待以后使用，并記下放出的清水量V1；4).計算容器內(nèi)粉煤灰中所含水量(V0-V1)，按鹽酸或硝酸∶水＝1∶2-1∶5的濃度稱量出所需濃鹽酸或硝酸的量，并將這些濃鹽酸或硝酸注入到容器中；如果注入濃酸后不能形成可以流動的酸性粉煤灰泥漿，可以再加入適量體積、濃度為1∶2-1∶5的鹽酸或硝酸溶液，以形成可以流動的酸性粉煤灰泥漿為原則；攪拌酸性粉煤灰泥漿20-60分鐘(攪拌時間根據(jù)泥漿中鹽酸或硝酸溶液的濃度決定，濃度高時用20分鐘，低時用60分鐘)；5).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；6).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量7-12倍體積的水，粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥漿；放出的酸性溶液可以與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放、反復(fù)使用幾次后再與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鈣的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
所述的步驟3)中去除粉煤灰中的鐵，用塑料布包裹的永磁體為棒，攪拌粉煤灰泥漿，3-5分鐘后，提出塑料布包裹的永磁體，并從塑料布中抽出永磁體，再用水沖洗塑料布外表面上被磁體吸附的含鐵粉末于另一容器中；反復(fù)該過程直到塑料布包裹的永磁體不再從粉煤灰泥漿中吸附出含鐵粉末為止，除鐵過程結(jié)束。
所述的步驟3)中去除粉煤灰中的鐵，將均勻的粉煤灰泥漿流通過專門的除鐵裝置除鐵，除鐵過程結(jié)束。
本發(fā)明的方法簡單、成本低，處理后的粉煤灰中氧化鐵和氧化鈣的含量將分別≤3.5wt％和≤2.5wt％。除鈣工藝產(chǎn)生的酸性溶液的主要成分是鈣、氯離子，還含有一定量的鐵、鋁、硅和鎂等。該酸性溶液可以反復(fù)使用數(shù)次。當(dāng)溶液不能再有效溶解粉煤灰中的氧化鈣時，溶液就要被當(dāng)作廢水加以處理了。
具體實施例方式
實例1處理武漢陽邏電廠的粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).按鹽酸∶水＝1∶2的濃度配出鹽酸溶液，配制量在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.4倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤(kg)，則水的體積量V0用升(1)；3).將這些鹽酸注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿20分鐘；4).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；5).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量7倍體積的水(粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰；放出的酸性溶液可以與步驟4)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放，反復(fù)使用幾次后再與步驟4)產(chǎn)生的酸性溶液混合；6).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鈣的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和單純除鈣的粉煤灰的化學(xué)組成(X光螢光光譜分析，XRF)列于表1中表1單純除鈣處理前后武漢陽邏電廠粉煤灰的化學(xué)組成(wt％)

從表1可以看出，鹽酸對氧化鈣的去除效果理想，同時還能去除少量的鐵。
實例2處理武漢陽邏電廠的粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水體積量V0在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.4倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升；攪拌水和粉煤灰，使之形成均勻的粉煤灰泥漿；記下加入水的體積量V0；3).去除粉煤灰中的鐵用塑料布包裹的永磁體為棒，攪拌粉煤灰泥漿，3-5分鐘后，提出塑料布包裹的永磁體，并從塑料布中抽出永磁體，再用水沖洗塑料布外表面上被磁體吸附的含鐵粉末于另一容器中；反復(fù)該過程直到塑料布包裹的永磁體不再從粉煤灰泥漿中吸附出含鐵粉末為止，除鐵過程結(jié)束；然后，靜置粉煤灰泥漿，待水和粉煤灰分離后，放出上面的清水留待以后使用，并記下放出的清水量V1；4).根據(jù)容器內(nèi)粉煤灰中所含水量(V1-V0)，按鹽酸∶水＝1∶2的濃度稱量出所需鹽酸的量，在溫度為20℃環(huán)境下，將這些鹽酸注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿30分鐘；5).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；6).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量12倍體積的水，粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥漿；放出的酸性溶液可以與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放，反復(fù)使用3次后再與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鐵和氧化鈣的含量將分別≤3.5wt％和≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和去除氧化鐵、氧化鈣后的粉煤灰的化學(xué)組成(XRF)列于表2中表2除鐵、除鈣處理前后武漢陽邏電廠粉煤灰的化學(xué)組成(wt％)

表2顯示，鹽酸能有效降低粉煤灰中的氧化鈣含量，同時能去除少量的鐵。
實例3處理武漢陽邏電廠粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水體積量V0在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.4倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升；攪拌水和粉煤灰，使之形成均勻的粉煤灰泥漿；記下加入水的體積量V0；3).去除粉煤灰中的鐵將均勻的粉煤灰泥漿流通過永磁除鐵裝置除鐵，除鐵過程結(jié)束；然后，靜置粉煤灰泥漿，待水和粉煤灰分離后，并放出上面的清水留待以后使用，并記下放出的清水量V1；4).計算容器內(nèi)粉煤灰中所含水量，按鹽酸∶水＝1∶5的濃度稱量出所需鹽酸的量，并將這些鹽酸注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿60分鐘；5).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；6).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量12倍體積的水(粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥漿；放出的酸性溶液可以與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放，反復(fù)使用2次后再與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鐵和氧化鈣的含量將分別≤3.5wt％和≤2.5wt％的粉煤灰。
實例4處理武漢陽邏電廠粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).按鹽酸∶水＝1∶3的濃度配出鹽酸溶液，配制量在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.3倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤(kg)，則水的體積量V0用升(1)；3).將這些鹽酸溶液注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿30分鐘；4).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；5).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量10倍體積的水(粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰；放出的酸性溶液可以與步驟4)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放，反復(fù)使用3次后再與步驟4)產(chǎn)生的酸性溶液混合；6).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鈣的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
實例5處理武漢陽邏電廠粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水體積量V0在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.3倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升；攪拌水和粉煤灰，使之形成均勻的粉煤灰泥漿；記下加入水的體積量V0；3).靜置粉煤灰泥漿，待水和粉煤灰分離后，并放出上面的清水留待以后使用，并記下放出的清水量V1；4).計算容器內(nèi)粉煤灰中所含水量，按硝酸∶水＝1∶3的濃度稱量出所需硝酸的量，在溫度為15℃環(huán)境下，將這些硝酸注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿30分鐘；5).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；6).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量10倍體積的水，粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥漿；放出的酸性溶液可以與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合，也可以單獨存放，反復(fù)使用4次后再與步驟5)產(chǎn)生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鈣的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和單純除氧化鈣的粉煤灰的化學(xué)組成(XRF)列于表3中表3單純硝酸除鈣處理前后武漢陽邏電廠粉煤灰的化學(xué)組成(wt％)

表3顯示，硝酸對粉煤灰中氧化鈣的去除效果較理想，但對其中鐵的去除效果不明顯。
權(quán)利要求
1.降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，其特征在于包括如下步驟1).稱取質(zhì)量為W0的干粉煤灰，并將它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水體積量V0在數(shù)值上是粉煤灰質(zhì)量W0的1.2-1.4倍，計算時兩種物質(zhì)的計量單位粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量V0用升；攪拌水和粉煤灰，使之形成均勻的粉煤灰泥漿；記下加入水的體積量V0；3).去除粉煤灰中的鐵；然后，靜置粉煤灰泥漿，待水和粉煤灰分離后，并放出上面的清水留待以后使用，并記下放出的清水量V1；4).計算容器內(nèi)粉煤灰中所含水量(V0-V1)，按鹽酸或硝酸∶水＝1∶2-1∶5的濃度稱量出所需濃鹽酸或硝酸的量，并將這些濃鹽酸或硝酸注入到容器中；攪拌酸性粉煤灰泥漿20-60分鐘；5).靜置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后處理；6).用數(shù)值上為干粉煤灰質(zhì)量7-12倍體積的水，粉煤灰質(zhì)量用公斤，則水的體積量用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥漿；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化鈣的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，其特征是所述的步驟3)中去除粉煤灰中的鐵，用塑料布包裹的永磁體為棒，攪拌粉煤灰泥漿，3-5分鐘后，提出塑料布包裹的永磁體，并從塑料布中抽出永磁體，再用水沖洗塑料布外表面上被磁體吸附的含鐵粉末于另一容器中；反復(fù)該過程直到塑料布包裹的永磁體不再從粉煤灰泥漿中吸附出含鐵粉末為止，除鐵過程結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，其特征是所述的步驟3)中去除粉煤灰中的鐵，將均勻的粉煤灰泥漿流通過永磁除鐵裝置除鐵，除鐵過程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法。降低粉煤灰中氧化鈣含量的方法，其特征在于包括如下步驟1)稱取質(zhì)量為W
文檔編號C04B18/08GK1724440SQ20051001890
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者何涌 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)