專利名稱：一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拜耳法工藝生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥廢渣的利用方法，具體地說(shuō)，是一種利用拜耳法赤泥、高嶺土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉為原料，生產(chǎn)型煤粘結(jié)劑，及其生產(chǎn)方法，屬工業(yè)廢渣利用和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
拜耳法赤泥是鋁土礦經(jīng)過(guò)濕法工藝提取氧化鋁后產(chǎn)生的廢棄物。利用拜耳法生產(chǎn)1噸氧化鋁，大約要排出1. 0-1. 6噸赤泥(隨著鋁土礦品位的不同而變化)。赤泥是氧化鋁廠最大的污染物，目前全世界每年約產(chǎn)生上億噸的赤泥，但是只有極少量的得到利用。多數(shù)企業(yè)是沿用渣場(chǎng)堆存的方法，占用大量的土地資源，有的企業(yè)由于赤泥處理不善還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染或安全事故，所以如何做好赤泥的綜合利用仍是當(dāng)前亟待解決的世界性難題。為了解決這一難題，本系統(tǒng)單位科技人員，做了許多有益工作，先后申請(qǐng)專利如 《一種石灰燒結(jié)-拜耳法聯(lián)合生產(chǎn)氫氧化鋁的方法》申請(qǐng)?zhí)?00710077821. 5 ；《拜耳法赤泥的綜合利用》申請(qǐng)?zhí)?008100690660 ；《一種拜耳法赤泥頁(yè)巖磚及其生產(chǎn)方法》申請(qǐng)?zhí)?2010101000161 ；有的專利申請(qǐng)獲國(guó)家專利，如《一種制塊石灰燒結(jié)法處理拜耳法赤泥的方法》申請(qǐng)?zhí)?007100779735;《一種石灰燒結(jié)-拜耳法聯(lián)合生產(chǎn)氫氧化鋁的方法》申請(qǐng)?zhí)?2007100778215。上述專利申請(qǐng)有的已獲得實(shí)施，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，如《一種拜耳法赤泥頁(yè)巖磚及其生產(chǎn)方法》，申請(qǐng)?zhí)?010101000161，有的或因工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高等原因未能實(shí)施， 由于赤泥數(shù)量龐大，對(duì)環(huán)境影響很大，不斷開(kāi)拓研究赤泥的有效利用，仍是擺在本系統(tǒng)科技人員的重要課題。自去年國(guó)家工信部科技部聯(lián)合印發(fā)《赤泥綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》以來(lái)，社會(huì)各界在不同領(lǐng)域不斷的開(kāi)發(fā)和促進(jìn)赤泥綜合利用工作。我國(guó)是以煤為主要能源的國(guó)家，資源的減少使燃煤價(jià)格居高不下，有效利用資源，節(jié)能降耗，防治污染是當(dāng)前用煤企業(yè)的研究課題。發(fā)明人想到將赤泥作原料生產(chǎn)型煤粘結(jié)劑完全符合國(guó)家環(huán)保總局的科技攻關(guān)項(xiàng)目“工業(yè)型煤開(kāi)發(fā)”與清潔能源生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向和要求。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械化采煤已經(jīng)逐漸普及，隨著機(jī)械化程度的不斷提高，煤的平均粒度降低，原煤中所含煤屑增加。顆粒在l_3mm的煤屑已占總煤量的30%左右，甚至更高。因而利用煤粉制作型煤將會(huì)得到快速發(fā)展。目前，全國(guó)民用型煤量5000萬(wàn)噸以上，加上工業(yè)用型煤，則需用量會(huì)更多，民用型煤大多采用粘土作粘結(jié)劑，粘土沒(méi)有脫硫功能，如按型煤生產(chǎn)操作的規(guī)范要求，加入粘結(jié)劑的同時(shí)，還要再配入一定的石灰或石灰石固硫、固氟。傳統(tǒng)的煤粉摻入高嶺土和石灰制煤球代替塊煤技術(shù)在應(yīng)用中缺點(diǎn)很多，只能勉強(qiáng)維持。近幾年開(kāi)發(fā)的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑也因工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高成品熱態(tài)強(qiáng)度低等等原因未能大范圍的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于盡可能多地有效利用赤泥，變廢為寶，為環(huán)保作出貢獻(xiàn)，生產(chǎn)一種工業(yè)和民用兩用的型煤粘結(jié)劑，而且型煤中粘接劑的用量要低于5%，粘接劑能增加煤燃值?？紤]到我國(guó)工業(yè)和民用型煤生產(chǎn)量大，生產(chǎn)型煤的關(guān)鍵在于粘結(jié)劑，由于赤泥與高嶺土有相似的組分，用赤泥代替高嶺土作型煤粘結(jié)劑應(yīng)當(dāng)是可行的，但任何有效利用赤泥作原料生產(chǎn)的產(chǎn)品，都要解決兩個(gè)問(wèn)題，一是赤泥中含有2-7%的NaOH，二是赤泥中含有放射性，發(fā)明專利申請(qǐng)《拜耳法赤泥的綜合利用》申請(qǐng)?zhí)?008100690660用赤泥完全代替高嶺土和石灰作型煤粘結(jié)劑，由于粘結(jié)劑在型煤中的配比很高，達(dá)15-20%，只能用放射性很低的赤泥，否則，型煤燃燒的灰分放射性仍會(huì)污染環(huán)境。本發(fā)明以拜耳法赤泥(簡(jiǎn)稱赤泥)、高嶺土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉為原料，充分利用赤泥和高嶺土兩者間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，高嶺土高含量的sio2，在型煤燃燒過(guò)程中可以固定赤泥的Na2O,赤泥中高含量的氧化鈣可以代替石灰或石灰石固定煤中的硫和氟，減少燃煤對(duì)大氣環(huán)境的污染，但是簡(jiǎn)單的用赤泥代替部分高嶺土作型煤粘結(jié)劑，用傳統(tǒng)的生產(chǎn)型煤方法，不僅粘結(jié)劑在型煤中的配比大，型煤燃燒后的灰分放射性高，污染環(huán)境，而且其粘結(jié)強(qiáng)度低，達(dá)不到工業(yè)用型煤標(biāo)準(zhǔn)，型煤的燃值大大低于原煤，所以必須要配以其他的粘結(jié)劑，并經(jīng)特別的加工才行。本發(fā)明一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑，是以拜耳法赤泥、高嶺土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉為原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生產(chǎn)成一種型煤粘結(jié)劑，其原料重量百分配比為拜耳法赤泥高嶺土 腐殖酸粉末蕨根淀粉=20-50 % 30-50 % 10-20% 5-10%，總和100%，以干重計(jì)?？捎糜衩?、紅薯、馬鈴薯、芋頭、木薯、山芋代替蕨根淀粉。本發(fā)明所用腐殖酸，能與赤泥中的堿生成腐殖酸鹽，是煤的很好的粘結(jié)劑，同時(shí)在型煤的燃燒過(guò)程中，腐殖酸能增加型煤的燃值，使原煤不致因加入粘結(jié)劑而降低燃值。本發(fā)明所用的粉末蕨根淀粉與赤泥中的苛性鈉糊化后，也是一種粘結(jié)劑，粉末蕨根淀粉同樣能增加型煤燃值。本發(fā)明為達(dá)到粘結(jié)強(qiáng)度大，型煤粘結(jié)劑用量少，型煤燃值高，而且能消除赤泥的放射性和苛性鈉對(duì)環(huán)境影響的目的，除原料配方配比起重要作用外，原料的粒度達(dá)到至少100 目以上也很重要，粒度小使粘結(jié)劑充分發(fā)揮有效作用，更易分散到煤粉之間，增強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度，減少粘結(jié)劑的用量，由于赤泥含Na2O,極易吸水，要使粉磨粒度在100目以上，必須采用特定的設(shè)備對(duì)赤泥進(jìn)行干燥，腐殖酸在烘干溫度高，加熱時(shí)間長(zhǎng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，因此腐殖酸的干燥也必須采用特定的設(shè)備。本發(fā)明一種拜耳法型煤粘結(jié)劑的生產(chǎn)方法，包括原料的干燥，粉碎，配料，均化，包裝，其特征在于赤泥和高嶺土的干燥用雙漿葉干燥機(jī)，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用閃蒸式干燥機(jī)，粉碎用超細(xì)粉碎機(jī)，粒度100-300目。本發(fā)明生產(chǎn)工藝如說(shuō)明書附圖的生產(chǎn)工藝流程圖，從圖可知，原料赤泥，高嶺土， 分別經(jīng)雙漿葉干燥機(jī)干燥，經(jīng)雷蒙磨粉碎至100-300目，分別儲(chǔ)存；腐殖酸經(jīng)閃蒸式干燥機(jī)干燥，經(jīng)過(guò)超細(xì)粉碎機(jī)粉碎至100-300目，儲(chǔ)存；市購(gòu)粉末蕨根淀粉100目?jī)?chǔ)存，分別從原料儲(chǔ)存室中用微機(jī)配料，經(jīng)攪拌機(jī)均化、包裝即為產(chǎn)品。本發(fā)明經(jīng)試驗(yàn)，在煤粉中，只需加3-5% (w/w)的型煤粘結(jié)劑生產(chǎn)型煤，即可達(dá)到工業(yè)或民用型煤的要求。本發(fā)明具有下列特點(diǎn)1、型煤中粘接劑用量少，3-5% (w/w)，解決了赤泥中放射性的污染，由于型煤中粘結(jié)劑用量少，放射性經(jīng)高度稀釋，不致對(duì)環(huán)境造成影響。
2、型煤燃值高，型煤不會(huì)因粘結(jié)劑的加入而使燃值受影響，因粘結(jié)劑中有有機(jī)質(zhì)腐殖酸和粉末蕨根淀粉。3、赤泥的nei2o受到高嶺土中sw2的固定。4型煤燃燒產(chǎn)生的硫和氟被赤泥中CaO固定，減少對(duì)大氣產(chǎn)生污染。5、赤泥得到有效利用，如果貴州每年生產(chǎn)50萬(wàn)噸型煤，就需粘結(jié)劑1.5萬(wàn)噸，可以消耗赤泥1. 0萬(wàn)噸。6、型煤粘結(jié)劑便于運(yùn)輸，可運(yùn)到任何型煤加工廠。7、用途廣泛，本發(fā)明產(chǎn)品可以用于民用和工業(yè)型煤的加工。8、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，流程短，投資少，成本低。9、是解決赤泥對(duì)環(huán)境污染的最佳途徑。10、本發(fā)明生產(chǎn)的粘結(jié)劑制成的型煤技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于現(xiàn)有各類粘結(jié)劑，同時(shí)處理拜耳法赤泥不僅有良好的經(jīng)濟(jì)效益，在環(huán)境保護(hù)方面社會(huì)效益也十分顯著。11、本發(fā)明生產(chǎn)的是一種新型粘結(jié)劑，為本行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展開(kāi)辟了一種新的思路。


附圖為發(fā)明生產(chǎn)工藝流程，從圖上可看出，包括原料干燥、粉碎、配料、 均化、包裝，都與現(xiàn)有型煤赤泥粘結(jié)劑相似，但由于本發(fā)明要求各原料粒度不低于100目， 因此，赤泥和高嶺土的干燥用雙漿葉干燥機(jī)，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用閃蒸式干燥機(jī)，粉碎用超細(xì)粉碎機(jī)，粒度100-300目，粉末蕨根淀粉100目。原料分別儲(chǔ)存在原料倉(cāng)，經(jīng)微機(jī)配料，均化，包裝即為產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的試驗(yàn)是在貴州平壩創(chuàng)業(yè)環(huán)?？萍奸_(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司進(jìn)行，赤泥來(lái)自貴州平壩宏大鋁化工有限公司，高嶺土為當(dāng)?shù)馗浇牡V山。采用的赤泥和高嶺土的化學(xué)成分
AW~SiO^~Fe1O3 Al2O3““CaO MgO““TiO2 K2O Na^OLoss Σ
辦泥 15.39 14.67 21.93 21.29 0.76 4.15 0.7 6.5 11.92 97.85 高嶺土 57. 88 6. 01 17. 80 1. 51 1. 89 2. 96 3. 47 1. 55 5. 15 98. 22將赤泥和高嶺土分別經(jīng)雙漿葉干燥機(jī)干燥，經(jīng)雷蒙磨粉碎至100-300目，分別儲(chǔ)存在儲(chǔ)存庫(kù)，腐殖酸經(jīng)閃蒸式干燥機(jī)干燥，經(jīng)超細(xì)粉碎機(jī)粉碎至100-300目，儲(chǔ)存在倉(cāng)中， 市購(gòu)粉末蕨根淀粉100目，儲(chǔ)存在倉(cāng)中，然后用微機(jī)按配比配料。實(shí)施例1 稱取100-300目拜耳法赤泥30kg，稱取100-300目高嶺土 40kg，稱取 100-300目腐殖酸20kg，稱取粉末蕨根粉10kg，共計(jì)100kg，混勻，包裝，每包50kg。實(shí)施例2 稱取100-300目拜耳法赤泥50kg，稱取100-300目高嶺土 30kg，稱取 100-300目腐殖酸Mkg，稱取粉末蕨根粉^g，共計(jì)100kg，混勻，散裝出售。上述實(shí)施例1和實(shí)施例2的原料按重量百分比配料制成粘結(jié)劑，再分別按3 5% 的比例摻入量制得型煤經(jīng)質(zhì)檢部門測(cè)定參數(shù)如下表
權(quán)利要求
1.一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑，其特征是以拜耳法赤泥、高嶺土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉為原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生產(chǎn)成一種型煤粘結(jié)劑， 其原料重量百分配比為拜耳法赤泥高嶺土 腐殖酸粉末蕨根淀粉=20-50%, 30-50% 10-20% 5-10%，總和 100%，以干重計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑，其特征是用其他植物淀粉包括玉米、紅薯、馬鈴薯、芋頭、木薯、山芋代蕨根淀粉。
3.如權(quán)利要求1所述的一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑的生產(chǎn)方法，包括原料干燥、粉磨、 配料、均化、包裝，其特征在于赤泥和高嶺土的干燥用雙漿葉干燥機(jī)，粉磨用雷蒙磨，粒度 100-300目，腐殖酸的干燥用閃蒸式干燥機(jī)，粉碎用超細(xì)粉碎機(jī)，粒度100-300目。
4.如權(quán)利要求1所述的一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑的使用方法，其特征是煤粉中粘接劑用量為3-5% (w/w)，且不影響原煤的實(shí)際發(fā)熱值。
全文摘要
一種拜耳法赤泥型煤粘結(jié)劑，其特征是以拜耳法赤泥、高嶺土、腐殖酸和粉末蕨根淀粉為原料，各原料粉磨粒度不低于100目，按配比加工生產(chǎn)成一種型煤粘結(jié)劑，其原料重量百分配比為拜耳法赤泥∶高嶺土∶腐殖酸∶粉末蕨根粉＝20-50％∶30-50％∶10-20％∶5-10％，總和100％，以干重計(jì)。其生產(chǎn)方法，包括原料干燥、粉碎、粉磨、配料、均化、包裝，其特征在于赤泥和高嶺土的干燥用雙漿葉干燥機(jī)，粉磨用雷蒙磨，粒度100-300目，腐殖酸的干燥用閃蒸式干燥機(jī)，粉碎用超細(xì)粉碎機(jī)，粒度100-300目。
文檔編號(hào)C10L5/10GK102311830SQ20111021776
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者肖建華, 郝俊峰, 高金萍 申請(qǐng)人:貴州平壩創(chuàng)業(yè)環(huán)?？萍奸_(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司