專利名稱：油頁巖礦物質(zhì)的脫除轉(zhuǎn)化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油頁巖工業(yè)領(lǐng)域，是一種將油頁巖中的礦物質(zhì)脫除并轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品，從而使油頁巖的可用性提高的新工藝。
油頁巖是一種儲量非常豐富的固體燃料，是一種潛在的重要能源。目前對油頁巖的利用很少，且主要用于干餾(即煉油)及燃燒。近年來人們開始重視對其化工利用的研究，如美國專利US4，045，313;US4，177，064;US4，891，132;捷克斯洛伐克專利CS206，376;中國專利CN86，107，925;Smith，Jchn Ward，Mining En-gineering(Lettcn，Calcrado)1981，33(6)，693-7;Sinor J.E.，Prcceedings International Conference on Oil Shale and Shale OiL(PICOSSO，下同)，化學(xué)工業(yè)出版社(北京)，1988，159-66;Cac Z.y.，Zhao Q.R.，PICOSSO，167-175;Rein V.，PICOSSO，176-8;Zhao y.F.，Chi H.y.，Dai H.，PICOSSO，179-88。但在迄今所做的工作中，大多只限于幾個(gè)孤立的領(lǐng)域，如有機(jī)質(zhì)的氧化，金屬元素的回收，頁巖灰的利用等，而沒能把油頁巖礦物質(zhì)的脫除、轉(zhuǎn)化利用與提高油頁巖的可用性有效地結(jié)合起來。在油頁巖的化工利用研究中，一般是以其油母(有機(jī)質(zhì))為反應(yīng)原料，而油頁巖中絕大部分組成為無機(jī)礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)在很大程度上起了妨礙作用，并使得反應(yīng)產(chǎn)物不純。在目前的干餾工藝中，油頁巖破碎后有大量的細(xì)小顆粒不能進(jìn)行干餾而作為廢物拋棄。現(xiàn)在國內(nèi)煉油廠(撫順石油化工公司，茂名石油工業(yè)公司)利用此部分油頁巖細(xì)粉為原料，設(shè)置了油頁巖燃燒爐，但因含灰量太大，熱量不足，而且存在較嚴(yán)重的硫污染問題，運(yùn)行一直比較困難，致使寶貴的能源難以得到有效利用。蘇聯(lián)也有油頁巖直接燃燒發(fā)電的研究和應(yīng)用，其中也存在類似問題。本發(fā)明將對解決或緩解這些困難起到較大的作用。
本發(fā)明的目的在于將油頁巖中的大部分礦物質(zhì)脫除，并將其轉(zhuǎn)化成有用的化工產(chǎn)品，從而使油頁巖中的有機(jī)質(zhì)大大濃縮，污染性硫含量明顯減少，使其更好地用于燃燒、化工利用和干餾。
本發(fā)明工藝所用化工原料為無機(jī)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液，如硫酸、鹽酸HaOH和KOH，在說明書中以硫酸溶液和NaOH溶液為例。先使硫酸溶液與油頁巖粉末混合攪拌進(jìn)行反應(yīng)，然后過濾，濾餅用水洗至中性后再與NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下
反應(yīng)(1)以較高溫度為宜，至少應(yīng)在常溫以上，以加快反應(yīng)速度。反應(yīng)(2)則可在較低溫度下(常溫或稍高于常溫)以較快的速度進(jìn)行。反應(yīng)(1)生成的Al2(SO4)3越多，則反應(yīng)(2)生成的Na2O(SiO2)X也越多。因反應(yīng)(2)很容易進(jìn)行，可以將堿濾液重復(fù)使用，這樣得到的水玻璃溶液的模數(shù)明顯高于一般濕法工藝的產(chǎn)品的模數(shù)，而反應(yīng)所需條件也比現(xiàn)有干法工藝明顯緩和。
在進(jìn)行反應(yīng)(1)的同時(shí)，油頁巖中的含鐵礦物質(zhì)發(fā)生溶解反應(yīng)，生成Fe2(SO4)3和FeSO4。含硫礦物質(zhì)(主要為FeS2)也發(fā)生溶解或被Fe3+離子氧化而從油頁巖中脫除，反應(yīng)參考式為
12.9Fe3++FeS2+7.28H2O→13.9Fe2++1.82SO2-4+0.18S+14.56H+(3)經(jīng)本方法處理后，礦物質(zhì)可脫除60%以上。在生成的硫酸鹽混合物中，Al2(SO4)3可達(dá)80%，鐵的硫酸鹽類為18%，其他組份占1.5%左右。因Al2(SO4)3占了絕大部份，以致將一次溶解反應(yīng)后的硫酸濾液蒸發(fā)掉少許水份，便有大量的Al2(SO4)3結(jié)晶出來，其純度在90%以上。提取Al2(SO4)3后的硫酸濾液中主要含有Fe2(SO4)3和FeSO4此溶液可制取化工產(chǎn)品。
由控制反應(yīng)的操作參數(shù)，可以自如地改變油頁巖渣中的無機(jī)組成，使之適用于各種用途(如做水泥原料)。經(jīng)本工藝加工后，油頁巖的有機(jī)質(zhì)含量大大提高，污染性硫含量明顯減少，可以更好地用于燃燒和化工利用。同時(shí)，原油頁巖被分成了三部份(酸溶物，堿溶物和油頁巖渣)，從而又可能使其中的貴金屬得以比較容易提取。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡單，操作方便，投資省，綜合利用效益高，是油頁巖利用的一條新途徑。
權(quán)利要求
1.一種油頁巖礦物質(zhì)的脫除轉(zhuǎn)化工藝，其特征在于使油頁巖分別與強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，由此將大部分礦物質(zhì)脫除并轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品，從而改善油頁巖的燃燒和化工利用的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所指工藝，其特征在于使油頁巖先與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)，經(jīng)過濾和水洗后再與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，前一反應(yīng)以較高的溫度為宜(至少在常溫以上)，而后一反應(yīng)則可在較低溫度下進(jìn)行(常溫和常溫以上均可)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所指的強(qiáng)酸包括硫酸和鹽酸，強(qiáng)堿包括氫氧化鈉和氫氧化鉀。
全文摘要
本發(fā)明是一種油頁巖礦物質(zhì)的脫除轉(zhuǎn)化工藝，油頁巖在燃燒和化工利用時(shí)其礦物起了妨礙的作用，本發(fā)明根據(jù)其礦物質(zhì)的性質(zhì)，先后用無機(jī)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿進(jìn)行處理，從而使礦物質(zhì)大大減少并轉(zhuǎn)化成有用的化工原料和產(chǎn)品，降低了污染性硫含量，改善了油頁巖燃燒和化工利用的性能。
文檔編號C10G1/00GK1066284SQ9110288
公開日1992年11月18日 申請日期1991年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月30日
發(fā)明者張文進(jìn) 申請人:張文進(jìn)