循环流化床锅炉粉煤灰提取氧化铝研究现状-北京中科新远环境工程有限公司
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循环流化床锅炉粉煤灰提取氧化铝研究现状

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作者: 阻垢剂    发布于:2017-01-11 11:02:54   
摘要:经发电厂锅炉燃烧后,粉煤灰中氧化铝含量通常在40%以上,镓含量33 g/t,是提取氧化铝和金属镓的潜在资源,其经济效益和社会效益巨大,可增强企业的发展潜力,延长企业的产业链。同时,利用工业废渣(粉煤灰)生产氧化铝符合国家实施节能减排、循环经济、可持续发展战略,具有巨大的发展潜力。

    公司电力生产用煤主要是准格尔煤田的长焰煤,具有低硫、特低磷、高灰熔点、较高挥发份和较高发热量的特点,应用基底位发热量为16 767—23 446 kJ/kg,其“绿色煤炭”的优势,为电力用煤首选。更为重要的是,该煤炭中伴生有丰富的铝、镓等有色金属。

    经发电厂锅炉燃烧后,粉煤灰中氧化铝含量通常在40%以上,镓含量33 g/t,是提取氧化铝和金属镓的潜在资源,其经济效益和社会效益巨大,可增强企业的发展潜力,延长企业的产业链。同时,利用工业废渣(粉煤灰)生产氧化铝符合国家实施节能减排、循环经济、可持续发展战略,具有巨大的发展潜力。
  循环流化床锅炉粉煤灰提取氧化铝研究现状
  工业生产的原理:煤粉炉粉煤灰的综合利用研究,特别是从高铝煤粉炉粉煤灰中提取氧化铝的研究时间虽然很长,但其研究进展,特别是工业化生产,不太理想。这是由于煤粉炉粉煤灰是在高温燃烧(温度大于1 300℃-1 700℃)状态下生成的,呈软化或流体。在降温过程中,Al2O3呈玻璃态或高温含铝矿物晶体、刚玉晶体的矿物形式存在。在常温下这些玻璃体、矿物晶体很难用酸溶或碱溶的方法直接被溶解,Al2O3无法直接提取。于是,如何打开AL-SI键,使AI元素从玻璃体和矿物晶体中释放出来,成为分离、提取利用的关键。研究出来的提取方法,具有代表性的有:石灰石烧结法、碱石灰烧结法、碱烧法、氟氨助溶法、微波法等等。而石灰石烧结法是工业化的理想方法。其基本原理是,将粉煤灰与石灰石按照一定比例混合之后,在1320℃—1 400℃下进行一定时间的煅烧,粉煤灰中的Al2O3和SiO2与石灰石烧结反应,生成铝酸钙与硅酸二钙,即:
  Al2O3+CaCO3=Ca0•Al2O3+CO2↑
  SiO2+2CaCO3=2CaO•SiO2+2C02↑
  烧结反应的生成物经出炉自粉化冷却后,铝酸钙可被碳酸钠溶液浸出,形成铝酸钠溶液,即:
  Na2CO3+CaO•Al2O3=2NaAlO2+CaCO3↓
  过滤后可得到铝酸钠溶液粗液,再经脱硅、碳分、过滤后得到Al(OH)3,Al(OH)3最后经过煅烧后得到氧化铝产品。而过滤后的滤渣— —硅钙渣经适当处置后便可作为生产水泥的原料。
  生产中的缺陷:
  石灰石烧结法使用的烧结原料为廉价的石灰石,使氧化铝的生产成本相对得以降低。但该法尚存在很多缺陷:在提取氧化铝的同时,会产生大量的硅钙渣,如果建材市场不能完全消化这些硅钙渣的话,势必会造成新的、堆放量更大的废弃物排放;石灰石烧结法需要高温煅烧(1 320℃—1 400℃),属高能耗方法,其工艺过程及设备的要求也较高;碱溶过程中由于渣量过大,使碱的回收率降低,成本上升;由于渣量大,渣分离洗涤过程中必然需要加大洗水量,造成生产系统的铝酸钠溶液浓度低、能耗高、循环效率低。因此,要想对煤粉炉粉煤灰中的氧化铝进行提取并综合利用,上述几个问题均需要得到妥善解决。

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