準(zhǔn)格爾礦區(qū)煤矸石提取氧化鋁及硅膠工藝技術(shù)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(zhì)災(zāi)害,嚴(yán)重威脅人類的生存環(huán)境;另外,我國鋁土礦資源短缺和對(duì)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(duì)煤矸石提取氧化鋁及硅膠技術(shù)的研究具有重要的理論意義,對(duì)推進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾

2、礦區(qū)煤矸石為研究對(duì)象,通過電子探針、化學(xué)分析及X射線衍射等分析方法,確定了煤矸石的化學(xué)組成及礦物成分。在此基礎(chǔ)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(duì)影響氧化鋁浸取率的關(guān)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(jìn)行了研究分析,并得出以下結(jié)論:
　　1、煤矸石的化學(xué)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(shí)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(jié)熟料的固液比1/16,浸取溫度為常溫,浸取時(shí)間10min;酸浸最佳參數(shù)為,酸濃度6mol/L,水浸殘?jiān)c酸的固液比為1/6,浸取溫度100℃,浸取時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),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(shí)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(shù)對(duì)煤矸石進(jìn)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?jiān)啃∮谠厦喉肥?0%,不產(chǎn)生二次污染,且可取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,為煤矸石高附加值利用提供了可靠的工藝技術(shù)參數(shù),具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。