準格爾礦區(qū)煤矸石提取氧化鋁及硅膠工藝技術研究.pdf

1、煤矸石是煤礦開采過程中排放的固體廢棄物,我國目前堆積的煤矸石約40億噸。這些煤矸石大量堆積不僅占用土地資源、污染環(huán)境,而且造成地下水的污染以及煤矸石山滑坡坍塌發(fā)生地質災害,嚴重威脅人類的生存環(huán)境;另外,我國鋁土礦資源短缺和對氧化鋁需求量的增大之間的矛盾日益加劇,而煤矸石中含有大量的氧化鋁及二氧化硅資源,因此,本文開展對煤矸石提取氧化鋁及硅膠技術的研究具有重要的理論意義,對推進社會可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。
　　本文以內(nèi)蒙古準格爾

2、礦區(qū)煤矸石為研究對象,通過電子探針、化學分析及X射線衍射等分析方法,確定了煤矸石的化學組成及礦物成分。在此基礎上利用水酸聯(lián)合分步溶出法從煤矸石中提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)硅膠,對影響氧化鋁浸取率的關鍵工藝參數(shù)(包括焙燒活化、浸取、硅鋁分離和助劑回收等)進行了研究分析,并得出以下結論:
　　1、煤矸石的化學成分主要由SiO2和Al2O3組成,含量超過80％,礦物主要為高嶺石、長石、伊利石及石英等。
　　2、水酸聯(lián)合分步法溶出氧化鋁及硅膠的

3、基本工藝步驟為焙燒活化、熟料水浸、水浸濾渣酸浸、硅鋁分離、除鹽、熱解和除鐵、脫硅等環(huán)節(jié),此工藝流過程簡單,活化中溫度低,能耗小。通過此工藝過程可以將煤矸石中93%以上的氫氧化鋁和二氧化硅分離提取出來。
　　3、從煤矸石中提取氧化鋁最佳活化助劑為氫氧化鈉。煤矸石活化的最佳參數(shù)為,煤矸石與氫氧化鈉的配比為1:1.4,活化溫度為840℃,活化時間20min,
　　4、從煤矸石中提取氧化鋁最佳浸取劑為水和鹽酸。工藝采用水酸聯(lián)合分步溶

4、出,先水浸后酸浸。水浸最佳參數(shù)為,水與燒結熟料的固液比1/16,浸取溫度為常溫,浸取時間10min;酸浸最佳參數(shù)為,酸濃度6mol/L,水浸殘渣與酸的固液比為1/6,浸取溫度100℃,浸取時間30min。水浸浸取率為40.72%,酸浸浸取率52.65%。
　　5、該工藝過程中氫氧化鈉、碳酸鈉、水、HCl等80%以上的原料可實現(xiàn)回收并有效的內(nèi)循環(huán)利用,減少了廢物的排放、提高了原料的利用率、降低了成本,實現(xiàn)了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,節(jié)約了資源。

5、
　　6、水酸聯(lián)合法從煤矸石中提取1t氧化鋁,同時可生成1.12t硅膠,所得利潤1265.6元,總能耗75.4×106KJ,其中蒸發(fā)水能耗為61.24×106KJ,所占總能耗81.2%。
　　利用本工藝技術對煤矸石進行綜合利用可將煤矸石中80%以上的成分分離提取出來,生產(chǎn)出高附加值產(chǎn)品,殘渣量小于原料煤矸石的10%,不產(chǎn)生二次污染,且可取得良好的經(jīng)濟效益,為煤矸石高附加值利用提供了可靠的工藝技術參數(shù),具有重要的實際應用價值。