利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙技术成果简介张战军(内蒙古

利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙技术成果简介张战军(内蒙古内容摘要：

现已开始投资兴建年产 40 万吨氧化铝的生产线。 此外，东北大学在山西也展开了类似的研究，目前也已 取得阶段性成果。 从粉煤灰中提取氧化铝的方法按主要添加剂的酸碱性来说可分为酸法、碱法以及酸碱混合法，一些常见方法的优缺点及存在的主要问题介绍如下： 酸法较有代表性的方法是硫酸浸取法，该方法为：首先用一定浓度及体积的 NH4F 作为助溶剂对粉煤灰进行浸泡，然后用一定浓度和体积的 H2SO4 在一定温度下进行溶解， Al 以 Al2(SO4)3 的形式被从粉煤 灰中 浸出， 除去 杂质 Fe 后 加入 (NH4)2SO4 与之 反应生 成NH4Al(SO4)212H2O，最后在 950℃下加热 NH4Al(SO4)212H2O 就可得到 Al2O3。 碱法 研究的较为深入和全面，具有代表性的方法是石灰石烧结法和碱石灰烧结法。 石灰石烧结法系五六十年代我国从前苏联引进，该方法也是国内外从粉煤灰中提取氧化铝最为常用的方法。 混合法就是先用 Na2CO3 以一定比例和粉煤灰混合焙烧，然后用稀盐酸（或者稀硫酸）进行溶解，生成硅胶和 AlCl3[或者 Al2（ SO4）3]溶液，将硅胶过滤用于进一步制备白炭黑，对滤液进行除杂后加入NaOH 进行中和，溶液达到一定 PH 值后沉淀出 Al(OH)3，最后煅烧Al(OH)3 得到 Al2O3。 上述几种方法各有优点，酸法生产的 Al2O3 纯度较高，整 个工艺过程中的成渣量少；碱法工艺较为简单，比较适合于大规模生产；而酸碱混合法在将粉煤灰中超过 90%的 Al2O3 提出的同时，也将其中的大部分 SiO2 提取出来，提出的 SiO2 既可以制作硅胶，也能进一步制备白炭黑。 上述方法均存在一定的缺点：酸法引入了 NH4F 作为助溶剂，而 NH4F 在受热过程中很容易挥发分解或与其它物质反应生成氟化物，氟化物对人有很大的危害，且 H2SO4的大量使用也使得该方案难以产业化；碱法中的石灰石烧结法由于石灰石的使用量过大，造成能耗过高，且氧化铝提取后成渣量过大，以蒙西集团为例，每生产 1吨氧化 铝大约要产生 9 吨渣。 更主要的是，粉煤灰玻璃相中的非晶态SiO2 等有用组分均没有被合理利用，而是直接进入渣里。 由于上述原因，国内用该方法提取 Al2O3 的厂家几乎全都停产。 在我国，至今还没有一套系统完整的粉煤灰资源化利用研究成果。 (四 ) 本项目采用的 总体技术路线 简介 首先用 NaOH 溶液脱出粉煤灰玻璃相以进一步提高粉煤灰 Al/Si比，脱硅液添加石灰乳用来制备活性硅酸钙并回收 NaOH。 脱硅后的粉煤灰可采用碱石灰烧结法制备氧化铝，最后的残渣 硅钙渣脱碱之后可用来生产水泥熟料。 (五 ) 技术成果 在完成实验室研究成果的基础上，完成了年产 3000 吨氧化铝规模的工业化试验、生产运行和工艺优化，完成了年产 20 万吨氧化铝示范工程的初步设计、设备选型、工艺优化和施工图设计。 主要技术成果如下： 1）获得了良好的预脱硅效果和 NaOH 回收率： 预脱硅前粉煤灰的脱硅粉煤灰的 Al2O3 平均含量为 : % SiO2 平均含量为 : %， Al/Si 为 ；预脱硅后 Al2O3 平均含量为 :%， SiO2 平均含量为 : %， Na2O 平均含量为： % 平均 Al/Si 为：由脱硅前的 , SiO2 平均脱除率 41%。 脱硅效果较好， NaOH回收率 95%； 2） 采用套管脱硅器及保温停留罐的组合设备对粉煤灰进行预脱硅，获得了 SiO2浓度超过 60 克 /升的硅酸钠溶液 本次预脱硅试验的脱硅液中 , SiO2 浓度介于 3663 克 /升 , 多次获得了 SiO2浓度超过 50 克 /升的脱硅液 , 最高值高达 63 克 /升 (脱硅液中的 Al2O3浓度均小于 1 克 /升 )，脱硅液中 SiO2浓度越高，由其制备的活性硅酸钙品质越高。 通常由这类工艺制备的脱硅液 SiO2浓度不超过 30 克 /升； 3） 获得了性能符合要求的活性硅酸钙 活性硅酸钙扣除结晶水含量后 SiO2 含量为 %， CaO 含量为%，钙硅摩尔比为 ， Fe2O3%，白度 94，完全满足活性硅酸钙的技术要求。 这种硅酸钙比表面积大，质轻，白度高可用作高分子填料、保温材料、造纸增白剂、水泥添加剂、生产硅酸钙板、电厂烟气脱硫及硅钙肥等多个领域，需求量很大； 4）获得了溶出性能极好的粉煤灰熟料 工业化试。