粉煤灰生产技术

从以上几种高铝粉煤灰生产氧化铝技术综合来看,其中碱石灰烧结法和石灰石烧结法同目前用铝・ 7 1 ・ 2010 年第1 期 轻 金 属 土矿烧结法生产氧化铝比较接近,因此,这两种方法是可能实现工业化的方法。引用 2CaO・ SiO相转变过程中产生的体积膨胀( 处于介稳的β-2CaO・ SiO向稳定的γ- 2CaO・ SiO转变) ,使的块状的烧结产物自粉化(2CaO・ SiO晶相转化产生的体积膨胀粉化) ,可省去粉磨工序。粉煤灰生产技术此法的不足处是酸浸提取氧化铝需要添加氟化物做助溶剂,在助溶过程中产生 HF 等有害气体,不但污染环境,而且会造成对操作人员的安全隐患;酸法浸出氧化铝液体中杂质较大,需要复杂的除杂工艺;酸法工业化设备有待解决。人们通常将其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。要提高赤泥的添加量,得增加赤泥脱碱工序,来解决赤泥含碱高的问题。3. 3 碱溶提硅→脱硅灰脱碱 →石灰烧结法提氧化铝→赤泥联产水泥 此工艺技术路线的碱溶提硅部分和 3. 1 部分相同,为了解决脱硅灰含碱高的问题,对脱硅灰进行脱碱处理,经实验室实验研究,脱碱后的脱硅灰的碱含量(NaO) 小于1. 0 %;然后,氧化铝生产采用石灰石烧结法生产氧化铝,所产生赤泥的碱含量(Na小于1. 0 %,可以满足水泥配料要求。

粉煤灰生产技术其中结晶体包括石英、莫来石、磁铁矿等;玻璃筒包括光滑的球星玻璃体粒子、形状不规则孔隙少的小颗粒、松散多孔且形状不规则的玻璃体球等;未燃炭多呈疏松多孔形式。3. 2 碱溶提硅→加高铁铝矿碱石灰烧结法提氧化铝→赤泥脱碱联产水泥 此工艺技术路线的碱溶提硅部分和 3. 1 部分相同,在含有一定碱的脱硅灰到氧化铝配料时,根据熟料铁铝比的要求,配入一定数量的高铁铝土矿,来生料浆配制,然后进行熟料烧成(熟料 A/ S 一般大于2. 0) ,然后按照铝土矿烧结法生产氧化铝工艺流程进行生产即可。转让方式：提供技术工艺配方及全套技术，费用面议。大唐国际发电股份有限公司从托克托电厂每年产生的废弃物——近400万吨粉煤灰上得到启发，经过四年多的技术攻关，变废为.....。表3 粉煤灰的物理性质项 目 范 围 均 值 备注密度,g/ cm1. 9～2. 9 2. 1堆积密度,g/ cm0. 531～1. 261 0. 78比表面积,cm800～19500 3400 氧吸附法1180～6530 3300 透气法原灰标准稠度, % 27. 3～66. 7 48需水量, % 89～130 10628d 抗压强度比, % 37～85 661. 4 粉煤灰的存在形式粉煤灰以颗粒形态存在,且这些颗粒的矿物组成、粒径大小、形态各不相同。同时要继续研究并能开展碱溶提硅→脱硅灰脱碱→石灰烧结法提氧化铝→赤泥联产水泥工艺技术路线的半工业化或工业化研究试验,特别是在碱浸工序提高硅的浸出率,在干法配料的配料均匀方面,熟料干法烧成技术方面(熟料吨煤耗可从湿法烧成的217kg - 标煤降到 120kg - 标煤) ,在熟料溶出工序提高溶出液浓度等方面,都要有较大的突破等。

一般晶体矿物为石英、莫来石、赤铁矿、磁铁矿、氧化镁、生石灰及无水石膏等,非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿,其中玻璃体含量占50 %以上。3. 1 碱溶提硅→加铁粉碱石灰烧结法提氧化铝 →赤泥联产水泥 此技术路线的主要工艺是,从燃煤电厂来的高铝粉煤灰,在碱溶液的条件下浸出,得到的浸出浆液经稀释后,进行固液分离,溶液为一定模数的硅酸钠溶液(水玻璃) ,固体为脱硅灰进入生产氧化铝工序。由于经高温迅速冷却,所以,玻璃相在粉煤灰中占有很大的比例,由・ 5 1 ・ 2010 年第1 期 轻 金 属 于非活性玻璃相的存在,增加了粉煤灰利用的难度。粉煤灰生产技术此工艺技术路线除具有 3. 1 技术路线的优点外,降低了物料流量,提高了设备效率和经济效益,但是,又带来了赤泥含碱高问题,同时也有3. 1 技术路线需要进一步优化的问题。回转窑焙烧氧化铝,其能耗约为 3. 771 GJ / t - Al(95kg 重油/ t - Al) , 而悬浮焙烧炉的能耗约为2. 938 GJ / t - Al(74kg 重油/ t - Al) ,只有回转窑能耗的77. 9 %。在粉煤灰的物理性质中,细度和粒度是比较重要的项目,见表3。

特别是进入二十一世纪,2008 年我国氧化铝产量已达2278. 4 万吨,同时,却带来了铝土矿资源的危机,因此,利用低品位铝矿资源也越来越受到重视,特别是近几年来,利用高铝粉煤灰制备氧化铝技术在研究院所、大学和企业中热了起来。含有一定碱的脱硅灰( NaO 的质量分数约在5 %左右) ,加入铁粉(为满足生料的铁铝比要求) 等进行生料浆配料,进行熟料烧成(熟料 A/ S 一般在1. 5 左右) ,然后按照铝土矿烧结法生产氧化铝工艺流程进行生产即可。由于煤的灰分变化范围广,而且这一变化不仅发生在同一地区不同煤层的煤中,甚也发生在同一煤矿不同部分的煤中。1. 3. 2 化学性质粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料,它本身略有或没有水硬胶凝性能,但当以粉状及水存在时,能在常温,特别是在水热处理(蒸汽养护) 条件下,与氢氧化钙或其他碱土金属的氢氧化物发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物,成为一种增加强度和耐久性材料。熟料经破碎、溶出、分离、二段脱硅、碳酸化分解等工序生产出Al (OH),被烧成Al产品。粉煤灰生产技术从物相分析来看,粉煤灰物相以莫来石和石英为主。

粉煤灰中Al+ SiO分数约达80 %,主要是Al- SiO键结合,AI质量分数可达15 %～40 %,特别是Al大于30 %的高铝粉煤灰,是制备氧化铝和氢氧化铝的很好资源。混合体中这三者的比例随着煤燃烧所选用的技术及操作手法不同而不同。其中氧化硅、氧化钛来自黏土、岩页;氧化铁主要来自黄铁矿; 氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。粉煤灰生产技术但是,碱石灰烧结法存在的问题是从粉煤灰中只提取了氧化铝,而二氧化硅没有有价值的利用,没有达到精细综合利用。根据实验研究报告,脱硅灰烧结法生产氧化铝得到的赤泥,在熟料的NaO 净溶出率在97 %时,赤泥中的NaO 含量小于0. 8 %,赤泥中的主要物相成分是60 %的2CaO・ SiO,20 %的CaCO和20 %的未知物相,可以满足生产硅酸盐水泥的要求,其添加量在30 %～50 %。同时,国家在环境保护和资源化利用方面给与支持(财税〔2008〕156 号———关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知) ,在国务院2009 年5 月发布的有色金属产业调整和振兴规划中明确提出, 加强煤铝共生矿资源开发利用, 到2011 年形成100 万吨氧化铝生产规模。

2. 2 酸浸法2. 2. 1 氟氨助溶法由于粉煤灰的特殊结构,其Al - O - Si 在玻璃相中结合的相当紧密,其中的氧化铝为非活性体,普通的酸浸法很难浸出其中的氧化铝,要提高氧化铝的浸出率,必须从提高氧化铝的活性入手。表1 粉煤灰主要化学组成, %化学成分 SiO3 CaO MgO SOO 烧失量范围 34～65 14～40 1～16 0～17 0～4 0～6 0～4 0～2 0～30均值 50. 80 28. 10 6. 20 3. 70 1. 20 0. 80 1. 20 0. 60 7. 90 由于粉煤灰各颗粒间的化学成分并不完全一致,因此,燃烧过程中形成的粉煤灰在排出的冷却过程中, 形成不同的物相。由于我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,我国铝工业也飞速发展。经过大量实验证明，新型橡胶补强剂（XRF）在天然橡胶、以粉煤灰为主体材料的新型橡胶强剂（XRF）已在北京橡胶厂生产制品中应用。粉煤灰生产技术从目前的研究成果和部分扩大实验和中试结果来看,为了使碱石灰烧结法或石灰烧结法实现工业化生产氧化铝,同时解决二氧化硅的提取和有价值使用问题,有以下4 种生产工艺技术路线可以选择。本文高铝粉煤灰生产氧化铝技术以及工业化生产的几种技术路线提出来,并进行初步的比较,同时提出优化工业化生产的思路, 以供共同讨1 粉煤灰的组成、结构、性质和存在形1. 1 我国粉煤灰的组成1. 1. 1 化学组成我国火电厂粉煤灰主要氧化物组成为: SiO、CaO、TiO、MgO、KMnO 等,此外还有 P等。

粉煤灰生产技术”1月9日在京举行的“大唐国际发电股份有限公司利用高铝粉煤灰生产氧化铝技术成果新闻发布会”上获知。可见,从物相上讲,粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物,其矿物组成波动范围较大。硅酸钠溶液在一定条件下进行碳化分解,析出结晶的二氧化硅,经干燥后制取白炭黑产品;分解后的碳酸钠溶液经苛化后的稀碱液,再经蒸发浓缩后,回到碱浸工序继续循环使用; 碳酸钠溶液苛化后的苛化渣可以作为烧结法配料的 CaO 来源进入配料工序,也可以继续处理加工,作为碳酸钙产品出售。其中珠状颗粒包括空心玻珠(漂珠) 、厚壁及实心微珠(沉珠) 、铁珠(磁珠) 、炭粒、不规则玻璃体和多孔玻璃体等五大品种;渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和粘聚颗粒等五大品种。此工艺技术路线解决了硅的有价值利用问题,解决了赤泥制作水泥问题,并对脱硅灰的A/ S 比有一定的提高。2. 2. 2 硫酸浸出法硫酸浸出法是以粉煤灰和硫酸为原料,经细磨焙烧活化 , 用硫酸浸出硫酸铝 , 结晶制备出・ 18HO。