一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。特別是涉及一種從大宗工業(yè)固廢燃煤電廠排放的粉煤灰中提取氧化鋁，同時聯(lián)產(chǎn)超白玻璃和作為耐火保溫材料的硅酸鎂鈣材料的集成方法。本發(fā)明的方法的成功開發(fā)可以徹底解決發(fā)電廠儲灰場占地和粉煤灰的污染問題，提高粉煤灰的綜合利用率；解決鋁土礦資源短缺問題，有效增加鋁資源安全供給；解決從粉煤灰中提取鋁的成本高、產(chǎn)品單一和存在二次污染等問題；解決超白玻璃生產(chǎn)原料稀少的問題，大幅降低超白玻璃的生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。特別是涉及一種從大宗工業(yè)固廢燃煤電廠排放的粉煤灰中提取氧化鋁，同時聯(lián)產(chǎn)超白玻璃和作為耐火保溫材料的硅酸鎂鈣材料的集成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國，粉煤灰主要為高鋁型粉煤灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰的主要氧化物組成為:Si02、A1203、FeO、Fe2O3> CaO、TiO2等，并伴生釩、鉛、鎵、鍺等雜質(zhì)元素。其中90%以上的鋁以氧化鋁、鋁硅酸鹽等形式存在于莫來石-剛玉結(jié)晶相中，氧化硅含量在40%左右。
[0003]當前，從粉煤灰中提取氧化鋁的方法主要包括酸法和堿法工藝，但對粉煤灰中的硅資源都還沒有能夠充分利用。
[0004](I)酸法提鋁工藝:代表性方法是直接酸浸法，該法以粉煤灰和硫酸或鹽酸為原料，經(jīng)磁選、混合、浸出、分離凈化、濃縮結(jié)晶得到硫酸鋁或氯化鋁，煅燒后制得氧化鋁產(chǎn)品。該方法主要適用于循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生的粉煤灰，優(yōu)點是工藝流程短，但對設(shè)備材質(zhì)要求苛刻，氧化鋁產(chǎn)品純度低、交換樹脂再生困難等。
[0005](2)堿法提鋁工藝:代表性方法是石灰石燒結(jié)法和堿石灰燒結(jié)法。白光輝等采用石灰-碳酸鈉燒結(jié)法，將堿液預(yù)處理后的粉煤灰，經(jīng)燒結(jié)、碳酸鈉浸出、脫硅、碳酸化分解制得氧化鋁，鋁提取率為90%。孫俊民等發(fā)明了一種高鋁型粉煤灰經(jīng)預(yù)脫硅、鈣鹽和碳酸鈉燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝。由于燒結(jié)法需要在高溫(>1150°C)下添加大量石灰進行反應(yīng)，因此能耗高、且尾渣產(chǎn)生量巨大，造成嚴重二次污染問題。
[0006]目前主要是以從粉煤灰中提取氧化鋁為目的的現(xiàn)有工藝，生產(chǎn)過程不僅能耗較高，而且造成粉煤灰中有價值元素的資源浪費，引起二次污染問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008]針對上述從粉煤灰中提取氧化鋁的現(xiàn)有工藝所存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N從粉煤灰中提取氧化鋁的新方法。該方法在提取制備氧化鋁的同時還利用粉煤灰中的硅元素等資源聯(lián)產(chǎn)制得超白玻璃和硅酸鎂鈣材料。
_9] 用于解決問題的方案
[0010]本申請?zhí)峁┮环N從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，特征在于包括以下步驟:
[0011]粉煤灰原礦活化制得活化的粉煤灰；[0012]活化的粉煤灰用苛性堿液進行預(yù)脫硅處理，得到預(yù)脫硅的粉煤灰，然后固液分離得到脫硅母液和脫硅濾餅；
[0013]脫硅濾餅燒結(jié)得到燒結(jié)熟料；
[0014]燒結(jié)熟料溶出反應(yīng)得到硅鎂鈣渣和粗制的偏鋁酸鈉溶液；[0015]粗制的偏鋁酸鈉溶液脫硅處理得到精制的偏鋁酸鈉溶液；
[0016]精制的偏鋁酸鈉溶液用二氧化碳進行碳酸化分解，析出氫氧化鋁；
[0017]氫氧化鋁煅燒得到氧化鋁。
[0018]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于使用球磨機對粉煤灰原礦進行活化。
[0019]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于活化的粉煤灰與NaOH溶液在60_120°C、NaOH溶液濃度10-30wt%、液固體積比2:1~4:1的條件下反應(yīng)進行預(yù)脫娃處理。
[0020]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于所述燒結(jié)反應(yīng)的條件為:燒結(jié)溫度900 0C -1150 °C，燒結(jié)時間30-90分鐘，鈣比a為0.8-1.2，堿比b為0.9-1.1，其中鈣比a=[Ca0]/[Si02+Ti02], [CaO]表示 CaO 的摩爾量，[Si02+Ti02]表示 SiO2 和 TiO2 的摩爾總量，堿比 b= [Na20+K20] / [Si02+Al203+Fe203]，[Na20+K20]表示 Na2O 和 K2O 的摩爾總量，[Si02+Al203+Fe203]表示 Si02、Al2O3 和 Fe2O3 的摩爾總量。
[0021]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于所述溶出反應(yīng)的條件為:液固體積比6:1~8:1, NaOH溶液濃度10-30wt%，溶出溫度60_120°C，溶出時間30-90分鐘。
[0022]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于所述脫硅處理采用二段脫硅處理，第一段在90-120°C下使用硅鎂鈣渣進行脫硅處理；第二段使用石灰乳在90-120°C下進行脫硅處理。
[0023]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于所述方法在提取氧化鋁的同時還聯(lián)產(chǎn)制備超白玻璃，包括以下步驟:
[0024]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，然后固液分離得到碳酸鈉溶液和二氧化硅；
[0025]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣和上述得到的二氧化硅以及另外加入的氧化鈉和氧化鋁配合，得到超白玻璃配合料；
[0026]將所述配合料經(jīng)造粒、熔制、成型、退火得到超白玻璃。
[0027]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于以質(zhì)量計，所述超白玻璃配合料包含6-10%Na20,6-8%Ca0,68_78%Si02，0.5_4%A1203，2_4%Mg0。
[0028]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于所述方法在提取氧化鋁的同時還聯(lián)產(chǎn)制備硅酸鎂鈣材料，包括以下步驟:
[0029]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣與堿性溶液進行脫堿反應(yīng)，得到脫堿的硅鎂鈣渣；
[0030]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，得到碳酸化分解后的脫娃母液；
[0031]將所述脫堿的硅鎂鈣渣和所述碳酸化分解后的脫硅母液中的硅酸鈉溶液配合得到硅酸鎂鈣材料的配合料；
[0032]將所述硅酸鎂鈣材料的配合料經(jīng)水化、養(yǎng)護制得硅酸鎂鈣材料。
[0033]根據(jù)本申請所述的方法，特征在于以質(zhì)量計，硅酸鎂鈣材料包含:10_15%Na20，20-25%Ca0, 30_35%Si02，1_5%A1203，20_25%Mg0。
[0034]發(fā)明的效果
[0035]本申請的技術(shù)方案可以徹底解決發(fā)電廠儲灰場占地和粉煤灰的污染問題，提高粉煤灰的綜合利用率；解決鋁土礦資源短缺問題，有效增加鋁資源安全供給；解決從粉煤灰中提取鋁的成本高、產(chǎn)品單一和存在二次污染等問題；解決超白玻璃生產(chǎn)原料稀少的問題，大幅降低超白玻璃的生產(chǎn)成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0036]圖1是本申請的從粉煤灰中提取氧化鋁，同時聯(lián)產(chǎn)超白玻璃和硅酸鎂鈣材料的工藝流程圖。
[0037]圖2是本申請實施例中使用的粉煤灰原料的X射線粉末衍射圖(采用荷蘭帕納科公司制造的X射線粉末衍射儀，靶材:Cu ;功率:2~3kW)。
[0038]圖3~5是本申請實施例中使用的粉煤灰原料的透射電子顯微鏡圖(采用日本電子公司制造的透射電子顯微鏡，型號JEM-2100)。
[0039]圖6~7是本申請實施例中活化的粉煤灰經(jīng)預(yù)脫硅處理后的透射電子顯微鏡圖(采用日本電子公司制造的透射電子顯微鏡，型號JEM-2100)。
[0040]圖8~9是本申請實施例中脫硅母液經(jīng)碳酸化分解后的產(chǎn)物的透射電子顯微鏡圖(采用日本電子公司制造的透射電子 顯微鏡，型號JEM-2100)。
【具體實施方式】
[0041]在第一方面，本申請?zhí)峁┮环N從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，包括以下步驟:
[0042]粉煤灰原礦活化制得活化的粉煤灰；
[0043]活化的粉煤灰用苛性堿液進行預(yù)脫硅處理，得到預(yù)脫硅的粉煤灰，然后固液分離得到脫硅母液和脫硅濾餅；
[0044]脫硅濾餅燒結(jié)得到燒結(jié)熟料；
[0045]燒結(jié)熟料溶出反應(yīng)得到硅鎂鈣渣和粗制的偏鋁酸鈉溶液；
[0046]粗制的偏鋁酸鈉溶液脫硅處理得到精制的偏鋁酸鈉溶液；
[0047]精制的偏鋁酸鈉溶液用二氧化碳進行碳酸化分解，析出氫氧化鋁；
[0048]氫氧化鋁煅燒得到氧化鋁。
[0049]下面參考圖1進一步解釋該方法的各個步驟。
[0050]粉煤灰原礦活化制得活化的粉煤灰[0051 ] 該步驟如圖1中的(I)活化步驟所示。
[0052]本申請使用的粉煤灰原料可以容易地從工業(yè)上的燃煤發(fā)電廠獲得。在本申請中，優(yōu)選地通過球磨方式將粉煤灰原礦進行活化，即物理活化?；罨哪康氖窃黾臃勖夯夜腆w的比表面積以及破壞粉煤灰的晶格或引起晶格變形，增加粉煤灰固體的自由能，從而使粉煤灰活化。
[0053]活化的粉煤灰用苛性堿液進行預(yù)脫硅處理，得到預(yù)脫硅的粉煤灰，然后固液分離得到脫硅母液和脫硅濾餅
[0054]粉煤灰中主要的礦物相為剛玉和莫來石，這些礦物相的大部分(通常為>60%)以硅鋁玻璃相存在。其中，SiO2含量較高，鋁硅質(zhì)量比(通常為0.6-1.8)較低。如果將粉煤灰直接磨制成料漿然后進行燒結(jié)，將會產(chǎn)生燒結(jié)工段的物料處理量大、堿耗高、能耗高、低附加值尾渣量大等問題。但是如果對粉煤灰進行預(yù)脫硅處理，則能在一定程度上緩解以上問題。因此在本申請中，將活化的粉煤灰用苛性堿液進行預(yù)脫硅處理。
[0055]粉煤灰在苛性堿液中，在溫度60_120°C下進行預(yù)脫硅，發(fā)生的主要反應(yīng)有:
[0056]SiO2 (非晶態(tài))+2Na0H=Na2Si03+H20[0057]10-30wt%濃度的苛性堿液能使存在于粉煤灰的玻璃相中的活性SiO2大部分被溶解出來，而Al2O3則幾乎不溶解而留在脫硅的濾餅中，從而實現(xiàn)初步硅鋁分離。
[0058]通過該步驟得到脫硅母液和脫硅濾餅。
[0059]在本申請中，優(yōu)選地，活化的粉煤灰與NaOH溶液在60_120°C (優(yōu)選80°C)、Na0H溶液濃度10-30wt% (優(yōu)選20wt%)、液固體積比2:1~4:1 (優(yōu)選4:1)的條件下反應(yīng)進行預(yù)脫
硅處理。
[0060]脫硅濾餅燒結(jié)得到燒結(jié)熟料
[0061]該步驟如圖1中的(3)燒結(jié)步驟所示。
[0062]Al2O3主要存在于粉煤灰的玻璃相中，以相對穩(wěn)定的S1-Al-O空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式存在。要從粉煤灰中提取氧化鋁，首先必須通過激活或破壞S1-Al-O網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而使其中的鋁活化。
[0063]堿金屬和堿土金屬的氧化物為玻璃相中的網(wǎng)絡(luò)變性體。這些氧化物提供大于等于6的陽離子配位數(shù)，它們的加入將會導(dǎo)致大量非橋氧的存在而誘發(fā)網(wǎng)絡(luò)聚集體的置換和解聚。本申請選用碳酸鎂(MgC03)、脫硫石膏(CaSO4)和碳酸鈉(Na2CO3)中的一種或幾種為活化劑，利用其高溫分解產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)改性劑，活化機理如下:
[0064]MgCO3 — MgCHCO2
[0065]CaSO4 — Ca0+S03
[0066]S i 02+Mg0+Na2C03=Na2MgS i 04+C02
[0067]Na2CO3 — Na2CHCO2
[0068]Na20+S i O2=Na2 SiO3
[0069]Al203+Na20=2NaA102
[0070]使用的CaO或MgO的比例如下確定:
[0071]a=[Ca0]/[Si02+Ti02](摩爾比)，其表示在粉煤灰中CaO的比例(鈣比)。
[0072][Mg0]/[Si02+Ti02](摩爾比)，其表示在粉煤灰中MgO的比例。 [0073]使用的Na2O和K2O的比例如下確定:
[0074]b= [Na20+K20] / [Si02+Al203+Fe203](摩爾比)，其表示在粉煤灰中 Na2O 和 K2O 的比例(堿比)。
[0075]在本申請中，將脫硅濾餅進行燒結(jié)反應(yīng)得到燒結(jié)熟料。燒結(jié)反應(yīng)的條件通常為:燒結(jié)溫度(900°C _1150°C)，燒結(jié)時間(30-90 分鐘)，鈣比 a (0.8-1.2)，堿比 b (0.9-1.1)。
[0076]燒結(jié)熟料溶出反應(yīng)得到硅鎂鈣渣和耜.制的偏鋁酸鈉溶液
[0077]該步驟如圖1中的(4)溶出步驟所示。
[0078]將燒結(jié)熟料放入溶出液中，在機械攪拌下進行溶出反應(yīng)。具體地，燒結(jié)熟料是在Na2CO3濃度為10g/L，NaOH濃度為20g/L的苛堿與碳堿組成的混合調(diào)配液(即溶出液)中進行溶出，通過控制溶出條件使熟料中的Al2O3盡可能完全進入溶液,而SiO2進入固相赤泥，如此便能實現(xiàn)硅鋁分離。溶出過程的反應(yīng)主要有:
[0079]Na20.Al2O3 (固)+4H20=2Na.+2Al (OH)
[0080]Na20.Fe203+4H20=2Na0H+Fe203.3H20
[0081]在溶出過程中，少量的Na2CaSiO4會與鋁酸鈉溶液中的組分發(fā)生反應(yīng)，生成含有Al2O3的不溶性物質(zhì)而進入溶出渣，造成Al2O3的損失。這是熟料溶出過程中的二次反應(yīng)。因此，該熟料溶出工藝的選擇，是從有效防止和降低溶出過程中的二次反應(yīng)來進行考慮的。
[0082]反應(yīng)結(jié)束后，過濾分離粗制的偏鋁酸鈉溶液和溶出的濾餅，并用水洗滌濾餅。將洗凈后的濾餅干燥，得到溶出的赤泥，即硅鎂鈣渣。該硅鎂鈣渣為高堿型硅鎂鈣渣(其中堿含量為 2-10wt%)
[0083]粗制的偏鋁酸鈉溶液脫硅處理得到精制的偏鋁酸鈉溶液
[0084]該步驟如圖1中的(5 )深度脫硅步驟所示。
[0085]將得到的粗制的偏鋁酸鈉溶液進行脫硅處理，優(yōu)選第一次使用上述溶出步驟得到的硅鎂鈣渣，第二次使用石灰乳進行脫硅處理，得到精制的偏鋁酸鈉溶液。
[0086]精制的偏鋁酸鈉溶液用二氧化碳進行碳酸化分解，析出氫氧化鋁
[0087]精制的偏鋁酸鈉溶液的碳酸化分解是一個氣、液、固三相參加的復(fù)雜的多相反應(yīng)，碳酸化分解的目的是通過向NaAlO2溶液中通入CO2,與NaAlO2溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，促使NaAlO2分解為Al (OH) 3和Na2CO3,過濾后得到Al (OH) 3沉淀和Na2CO3溶液，達到Al和Na分離的目的。反應(yīng)過程如下:
[0088]2NaA102+C02+3H20=2Al (OH)3 丨 +Na2CO3
[0089]在本申請中，還可以使得到的Na2CO3濃縮，回收到上述燒結(jié)步驟中用作活化劑。
[0090]氫氧化鋁煅燒得到氧化鋁
[0091 ] 該步驟如圖1中的(7 )煅燒步驟所示。
[0092]將氫氧化鋁煅燒的目的是使其脫水生成Al2O315
[0093]由此，本申請完成從粉煤灰中提取氧化鋁的工藝過程。
[0094]在第二方面，本申請的從粉煤灰中提取氧化鋁的方法在制得氧化鋁的同時，還可用于聯(lián)產(chǎn)制備超白玻璃，包括以下步驟:
[0095]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，然后固液分離得到碳酸鈉溶液和二氧化硅；
[0096]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣和上述得到的二氧化硅以及另外加入的氧化鈉和氧化鋁配合，得到超白玻璃配合料；
[0097]將所述配合料經(jīng)造粒、熔制、成型、退火得到超白玻璃。
[0098]下面參照圖1進一步解釋該方法的各個步驟。
[0099]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，然后固液分離得到碳酸鈉溶液和二氧化硅
[0100]該步驟如圖1中的(8 )碳分步驟所示。
[0101]向預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液中通入二氧化碳以分解析出二氧化硅，然后進行固液分離，得到的固體二氧化硅用于后面的步驟，余下的碳酸鈉溶液可用于使用例如氧化鈣進行苛化，得到NaOH溶液和碳酸鈣，該NaOH溶液可回收到預(yù)脫硅步驟中用作苛性堿液。
[0102]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣和上述得到的二氧化硅以及另外加入的氧化鈉和氧化鋁配合，得到超白玻璃配合料
[0103]取溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣和上述得到的二氧化硅，再補充氧化鈉和氧化鋁，得到超白玻璃配合料。以質(zhì)量計，所述超白玻璃配合料包含6-10%Na20，6-8%Ca0,68_78%Si02，
0.5-4%Al203, 2-4%Mg0。
[0104]將所述配合料經(jīng)造粒、熔制、成型、退火得到超白玻璃[0105] 該步驟如圖1中的(10)造粒步驟和(11)熔制、成型、退火步驟所示。
[0106]在本申請中，使用本領(lǐng)域常用的造粒機將超白玻璃配料造粒。然后將得到的超白玻璃粒料通過熔制、成型、退火工藝，得到超白玻璃。
[0107]由此，本申請完成從粉煤灰中提取氧化鋁并且聯(lián)產(chǎn)超白玻璃的工藝過程。
[0108]在第三方面，本申請的從粉煤灰中提取氧化鋁的方法在制得氧化鋁的同時，還可用于聯(lián)產(chǎn)制備硅酸鎂鈣材料，包括以下步驟:
[0109]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣與堿性溶液進行脫堿反應(yīng)，得到脫堿的硅鎂鈣渣；
[0110]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，得到碳酸化分解后的脫娃母液；
[0111]將所述脫堿的硅鎂鈣渣和所述碳酸化分解后的脫硅母液中的碳酸鈉溶液配合得到硅酸鎂鈣材料的配合料；
[0112]將所述硅酸鎂鈣材料的配合料經(jīng)水化、養(yǎng)護制得硅酸鎂鈣材料。
[0113]下面參照圖1進一步解釋該方法的各個步驟。
[0114]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣與堿性溶液進行脫堿反應(yīng)，得到脫堿的硅鎂鈣渣
[0115]該步驟如圖1中的(12 )脫堿步驟所示。
[0116]將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣與堿性溶液(優(yōu)選氫氧化鈉溶液)進行脫堿反應(yīng)，反應(yīng)漿液過濾，得到脫堿的硅鎂鈣渣，洗滌，干燥。
[0117]該脫堿反應(yīng)的機理為:燒結(jié)熟料溶出鋁酸鈉后所得赤泥的主要物相是Na2CaSiO4,而Na2CaSiO4是一種不穩(wěn)定的化合物，易發(fā)生水解。Na2CaSiO4水解的反應(yīng)方程式為:
[0118]Na2CaSi O4+H2CHaq=Na2S i03+Ca (OH) 2+aq
[0119]Na2Si03+Ca (OH) 2+H20+aq=Ca0.SiO2.H20+2Na0H+aq
[0120]Na2CaSiO4A解反應(yīng)的速度與反應(yīng)溫度和水解介質(zhì)濃度相關(guān)。隨著反應(yīng)溫度升高，水解反應(yīng)速度加快，同時赤泥的膨脹性加強，給料漿的輸送和過濾分離帶來不便。因此采用堿性溶液作為水解介質(zhì)，可以抑制赤泥的膨脹。
[0121]將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，得到碳酸化分解后的脫娃母液
[0122]該步驟如圖1中的(8)碳分步驟所示，已經(jīng)在上面描述，在此不再贅述。
[0123]將所述脫堿的硅鎂鈣渣和所述碳酸化分解后的脫硅母液中的碳酸鈉溶液配合得到硅酸鎂鈣材料的配合料
[0124]將所述脫堿的硅鎂鈣渣和所述碳酸化分解后的脫硅母液中的碳酸鈉溶液構(gòu)成硅酸鎂鈣材料的配合料。以質(zhì)量計，所述硅酸鎂鈣材料的配合料包含:10-15%Na20，20-25%Ca0, 30_35%Si02，1_5%A1203，15_20%Mg0。
[0125]所述組分及其含量通過國標GB/T1574-1995方法確定。
[0126]將所述硅酸鎂鈣材料的配合料經(jīng)水化、養(yǎng)護制得硅酸鎂鈣材料
[0127]水化過程:硅酸鎂鈣材料加水拌合后成為既有可塑性又有流動性的漿料，同時產(chǎn)生水化，隨著水化反應(yīng)的進行，逐漸失去流動能力到達“初凝”。待完全失去可塑性，開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強度時，即為“終凝”。隨著水化、凝結(jié)的繼續(xù)，漿體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤姸鹊膱杂补腆w，即為硬化。
[0128]養(yǎng)護過程:使用蒸汽，使?jié)茶T完畢的硅酸鎂鈣渣漿料構(gòu)件，經(jīng)過I~3小時預(yù)養(yǎng)后，在90%以上的相對濕度、60°C以上溫度的飽和水蒸氣中養(yǎng)護，從而加速硅酸鎂鈣渣強度的發(fā)展。
[0129]所述硅酸鎂鈣材料可用作耐火保溫材料。
[0130]實施例
[0131]下面通過實施例解釋本申請，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，本申請并不限于具體的實施例。在本實施例中，化學(xué)成分的分析采用國標GB/T1574-1995方法確定。
[0132]粉煤灰活化制得活化的粉煤灰
[0133]實驗所用的粉煤灰原料取自內(nèi)蒙古準格爾電廠，電廠采用四級除塵，收集一二級除塵灰單獨存儲到儲灰罐，稱其為粗灰，收集三四級除塵灰存儲到另一儲灰罐，稱其為細灰。其中，絕大部分為粗灰，占全部灰的96質(zhì)量％，因此該粉煤灰原料為粗灰。其化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示，其中Al2O3和SiO2占90.51質(zhì)量％，Al203/Si02質(zhì)量比為1.25。
[0134]表1粉煤灰原料的化學(xué)成分分析結(jié)果(以質(zhì)量％計)
[0135]
【權(quán)利要求】
1.一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，特征在于包括以下步驟: 粉煤灰原礦活化制得活化的粉煤灰； 活化的粉煤灰用苛性堿液進行預(yù)脫硅處理，得到預(yù)脫硅的粉煤灰，然后固液分離得到脫硅母液和脫硅濾餅； 脫硅濾餅燒結(jié)得到燒結(jié)熟料； 燒結(jié)熟料溶出反應(yīng)得到硅鎂鈣渣和粗制的偏鋁酸鈉溶液； 粗制的偏鋁酸鈉溶液脫硅處理得到精制的偏鋁酸鈉溶液； 精制的偏鋁酸鈉溶液用二氧化碳進行碳酸化分解，析出氫氧化鋁； 氫氧化鋁煅燒得到氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于使用球磨機對粉煤灰原礦進行活化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，特征在于活化的粉煤灰與NaOH溶液在60-120°C、NaOH溶液濃度10-30wt%、液固體積比2:1~4:1的條件下反應(yīng)進行預(yù)脫硅處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，特征在于所述燒結(jié)反應(yīng)的條件為:燒結(jié)溫度900 0C -1150 °C，燒結(jié)時間30-90分鐘，鈣比a為0.8-1.2，堿比b為0.9-1.1，其中鈣比 a=[Ca0]/[Si02+Ti02], [CaO]表示 CaO 的摩爾量，[Si02+Ti02]表示 SiO2 和 TiO2 的摩爾總量，堿比 b= [Na20+K20]/[Si02+Al203+Fe203]，[Na20+K20]表示 Na2O 和 K2O 的摩爾總量，[Si02+Al203+Fe203]表示 Si02、Al2O3 和 Fe2O3 的摩爾總量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，特征在于所述溶出反應(yīng)的條件為:液固體積比6:1~8:1，NaOH溶液濃度10_30wt%，溶出溫度60_120°C，溶出時間30-90分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，特征在于所述脫硅處理采用二段脫硅處理，第一段在90-120°C下使用硅鎂鈣渣進行脫硅處理；第二段使用石灰乳在90-120°C下進行脫硅處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于所述方法在提取氧化鋁的同時還聯(lián)產(chǎn)制備超白玻璃，包括以下步驟: 將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，然后固液分離得到碳酸鈉溶液和二氧化硅； 將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣和上述得到的二氧化硅以及另外加入的氧化鈉和氧化鋁配合，得到超白玻璃配合料； 將所述配合料經(jīng)造粒、熔制、成型、退火得到超白玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，特征在于以質(zhì)量計，所述超白玻璃配合料包含6-10%Na20,6-8%Ca0,68_78%Si02，0.5_4%A1203，2_4%Mg0。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于所述方法在提取氧化鋁的同時還聯(lián)產(chǎn)制備硅酸鎂鈣材料，包括以下步驟: 將溶出反應(yīng)得到的硅鎂鈣渣與堿性溶液進行脫堿反應(yīng)，得到脫堿的硅鎂鈣渣； 將預(yù)脫硅處理后得到的脫硅母液用二氧化碳進行碳酸化分解，得到碳酸化分解后的脫娃母液； 將所述脫堿的硅鎂鈣渣和所述碳酸化分解后的脫硅母液中的硅酸鈉溶液配合得到硅酸鎂鈣材料的配合料； 將所述硅酸鎂鈣材料的配合料經(jīng)水化、養(yǎng)護制得硅酸鎂鈣材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，特征在于以質(zhì)量計，硅酸鎂鈣材料包含:10-15%Na20，20-25%Ca0, 30_35%Si02，1_ 5%A1203，20_25%Mg0。
【文檔編號】C01F7/44GK103936045SQ201410128644
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】孫琦, 王寶冬, 馬銅鎖 申請人:孫琦, 王寶冬