一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰或炉渣的综合性利用的方法，特别是涉及一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法。该方法包括从粉煤灰或炉渣中精铁矿砂的筛选工序、漂珠的浮选工序、预脱硅工序、白炭黑生产的工艺流程、氧化铝生产的工艺流程和利用废渣生产水泥的工艺流程。本方法通过从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的过程中产品的提取率、能耗、物耗、环保及可操作性进行了改进和提高，为粉煤灰或炉渣利用提取白炭黑开辟了新的道路，同时在提取白炭黑的过程中，可以有机的连续、逐级提取精铁矿砂、漂珠、氧化铝以及联产水泥，实现了粉煤灰或炉渣的综合性利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种粉煤灰或炉渣的资源化利用方法，尤其涉及一种从粉煤 灰或炉渣中提取白炭黑的方法。
技术介绍
白炭黑即水合二氧化硅，其化学式为Si02 *nH20 ，它在橡胶、塑料、农 药、油漆、制药、造纸、日用化学品等各个领域有着广泛用途。国内外生产 白炭黑的现行工艺已实现工业化的主要有两种， 一是以水玻璃为原料的沉淀 法，二是以四氯化硅为原料的气相法。国内外白炭黑工业不断研究和发展，在 生产和应用领域都取得很大成就。近几年来，由于国内胶鞋与轮胎工业的发 展,刺激了作为橡胶补强剂的炭黑行业的发展。白炭黑的生产有物理法和化学法。通常活性好且补强性能高的无定形白 炭黑都是采用化学法生产。生产过程中白炭黑的生产主要采用气相法、盐酸 沉淀法、硫酸沉淀法，气相法生产由于能耗和原料价格较高所以发展受到一 定的限制，硫酸沉淀法工艺成熟且发展很快，但不如气相法生产的白炭黑比 表面积大，纯度高，不能适用于特殊领域。而二氧化碳碳酸法生产白炭黑的工 业化应用并不多见。河北科技大学设计研究所开发研究的喷雾碳化法生产白炭黑工艺于 1994年通过技术鉴定，1996年列入河北省重大科技攻关项目并建立了 2kt/a 透明白炭黑工业装置。近年来，国内外从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑有用资源的大部分研究成 果仅具有理论意义，限制这些研究成果产业化的主要原因是所取得的技术路 线从提取率、能耗、物耗、环保及可操作性上来衡量，都存在一定的缺陷， 从而限制其产业化推广。
技术实现思路
鉴于此，本专利提出一种方法，目的是将火力发电厂燃煤燃烧后的粉煤 灰或炉渣，将其作为提取白炭黑原料来源，通过将提取白炭黑的过程中产品的提取率、能耗、物耗、环保及可操作性进行改进和提高，为粉煤灰或炉渣 利用提取白炭黑开辟了新的道路。为达到上述目的，本专利技术提供一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法，其中包括如下步骤步骤A:粉煤灰或炉渣和氬氧化钠溶液的生料配方工序将炉渣研磨， 加入氢氧化钠溶液后搅拌；步骤B:预脱硅反应工序将步骤A中的浆液预脱硅，得预脱硅浆液；步骤C:预脱硅浆液固液分离、滤饼洗涂工序把预脱硅浆液固液分离， 液体部分为预脱硅滤液，固体部分为滤饼，用热水淋洗滤饼，将淋洗滤饼后 的滤液收集，和预脱石圭浆液分离后的滤液一起合并后为预脱硅原液，继续循 环用热氢氧化钠溶液或热水淋洗滤饼，直到最后一次洗涤后的滤液与预脱硅 原液中氧化钠和二氧化硅的含量大致相当后，将最后一次洗涤后的滤液与预 脱硅原液合并，再换其它热氢氧化钠溶液或热水继续对滤饼进行洗涤，直到 滤饼中氧化钠的质量百分比含量低于8. 8%,停止对滤饼洗涤；步骤D:碳分、陈化工序将预脱硅原液和与预脱硅原液中氧化钠和二 氧化硅的含量大致相当的滤饼洗涤液合并后进行碳分、陈化后得到为白炭黑 浆液；步骤E:洗涤、净化干燥工序将陈化后的白炭黑浆液固液分离；固体为 滤饼，滤饼用水淋洗后成为白炭黑半成品；白炭黑半成品先经过盐酸或者硫 酸搅拌洗涤净化后，再用水洗涤，洗涤过后的白炭黑干燥后为白炭黑成品。进一步，在步骤A中，所述炉渣研磨到200 - 250目。进一步，如权利要求1所述的一种方法，其特征在于，在步骤A中，所 述氢氧化钠溶液的浓度和量为质量百分比浓度为10%~40%、每千克粉煤灰 或炉渣所需加入的氢氧化钠溶液为1. 6 ~ 8升。进一步，在步骤B中，所述预脱硅的工艺条件为将浆液在70 100。C 下恒温预脱石圭1. 0 ~ 4. 0个小时。进一步，在步骤C和E中，所述固液分离的方法为用板框压滤机压滤、 翻盘真空过滤机或用转盘真空过滤机中的其中 一种。进一步，在步骤C中，所述用热水淋洗滤饼的工艺条件为热水的温度 为50~85°C，每千克干的滤饼所用热水的体积为0.5升。进一步，在步骤C中，所述继续循环用热氢氧化钠溶液或热水淋洗滤饼的工艺条件为热水或热氢氧化钠溶液的温度为50~85°C，氬氧化钠溶液的 质量百分数浓度为低于20% ，滤饼的质量与热氬氧化钠溶液或热水的体积比 为1: 0.5,从第二次淋洗滤饼开始，每次将后面一次洗涤滤饼后的滤液去作 为下一轮前一次的洗涤用稀氢氧化钠溶液，以此类推。进一步，在步骤D中，所述碳分的工艺条件为在60 95。C恒温中碳分 2~3小时，控制二氧化碳流量，所用二氧化碳体按积分数的浓度为30~99 % ,在液体的pH值在7. 5 ~ 10. 5时为碳分终点。进一步，在步骤D中，所述陈化的工艺条件为在50 75'C下陈化15 60分钟。进一步，在步骤E中，所述淋洗滤饼的工艺条件为用50-85。C的水淋 洗滤饼，每千克含水滤饼需要用3-5升纯净水。进一步，在步骤E中，所述白炭黑半成品的洗涂工艺条件和步骤为先 用2摩尔/升的盐酸或者2摩尔/升的硫酸搅拌洗涤或真空抽滤洗涤、然后用 水搅拌洗涤或真空抽滤洗涤到pH值在5 ~ 8之间；洗涤过后的白炭黑在105 ~ 15(TC下的烘箱内千燥，干燥时间控制在1 ~ 3小时后为白炭黑成品。进一步，在步骤E中，所述白炭黑浆液固液分离后收集滤液为预脱硅母 液；预脱硅母液去苛化，即按照摩尔比氧化钩氧化钠为1: 1. 1 ~ 1: 1. 3进 行配比，将石灰直接添加到预脱硅母液中，在95。C左右搅拌反应1~2小时 后，进行固液分离；滤液直接用于步骤A中所需的氢氧化钠溶液。进一步，干粉煤灰或炉渣联产精铁矿砂的方法为，在步骤A中将炉渣研磨后，直接用干式磁选机从炉渣或干粉煤灰中进行磁选，磁场 强度为1000 ~ 1300奥斯特，获得的铁精矿砂中氧化铁的质量百分比约为 45%;铁精矿砂经过脱磁设备退磁，再经过一级磁选设备进行磁选，磁场强度 为900 ~ 1050奥斯特，最终获得的铁精矿砂中氧化铁的质量百分比约为65°/。。 进一步，干粉煤灰或炉渣联产漂珠的方法为，在步骤A中 加入氢氧化钠溶液后，常温下启动搅拌设备，转速在20~50转/分钟， 保持转动2~10分钟；待液面上浮起漂浮物后，开启浮选设备将漂珠选取后收集到緩沖槽中； 漂珠收集后经除碳工序，再经过再次分选、洗涤就可以获得白色的漂珠产品 o进一步，干粉煤灰或炉渣联产氧化铝的方法为步骤一在权利要求1步骤C中，经过洗涤后的滤饼烘干，为精矿，精 矿的氧化铝的质量与氧化硅的质量比为1.4: 1~1. 6: 1;步骤二在权利要求1步骤E中，陈化后的白炭黑浆液固液分离后，收 集滤液为预脱硅母液;预脱硅母液去苛化即按照摩尔比氧化钙氧化钠为1: 1. 1 ~ 1: 1. 3进行配比，将石灰直接添加到预脱硅母液中，在95。C左右搅拌 反应1 2小时后，进行固液分离，固体滤饼为苛化渣；步骤三将所述精矿、碳酸钠，还包括石灰或预脱硅母液苛化后的苛化 渣这两种物质中的一种或两种，按照摩尔比Ca:Si=1.9~2. 5，摩尔比 Na: (Al+Fe)=0. 95 - 1.05进行配比，进行干磨、混匀后为生料；步骤四将所述生料在1100 ~ 125(TC下进行烧结，并恒温15 ~ 120分钟， 冷却后用球磨机粉碎到粒度为60-100目左右为熟料；步骤五将所述熟料与碳酸钠溶液进行溶出，烧结好的每公斤熟料所需 要溶出用的碳酸钠溶液的体积为3升~ 15升，碳酸钠溶液质量百分比浓度为 4% ~8。/。，在75°C 95。C恒温中溶出15~60分钟；步骤六将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法，包括以下步骤：　　　　步骤Ａ：粉煤灰或炉渣和氢氧化钠溶液的生料配方工序：将炉渣研磨，加入氢氧化钠溶液后搅拌；　　　　步骤Ｂ：预脱硅反应工序：将步骤Ａ中的浆液预脱硅，得预脱硅浆液；　　　　步骤Ｃ：预脱硅浆液固液分离、滤饼洗涤工序：把预脱硅浆液固液分离，液体部分为预脱硅滤液，固体部分为滤饼，用热水淋洗滤饼，将淋洗滤饼后的滤液收集，和预脱硅浆液分离后的滤液一起合并后为预脱硅原液，继续循环用热氢氧化钠溶液或热水淋洗滤饼，直到最后一次洗涤后的滤液与预脱硅原液中氧化钠和二氧化硅的含量大致相当后，将最后一次洗涤后的滤液与预脱硅原液合并，再换其它热氢氧化钠溶液或热水继续对滤饼进行洗涤，直到滤饼中氧化钠的质量百分比含量低于８．８％，停止对滤饼洗涤；　　　　步骤Ｄ：碳分、陈化工序：将预脱硅原液和与预脱硅原液中氧化钠和二氧化硅的含量大致相当的滤饼洗涤液合并后进行碳分、陈化后得到为白炭黑浆液；　　　　步骤Ｅ：洗涤、净化干燥工序：将陈化后的白炭黑浆液固液分离；固体为滤饼，滤饼用水淋洗后成为白炭黑半成品；白炭黑半成品先经过盐酸或者硫酸搅拌洗涤净化后，再用水洗涤，洗涤过后的白炭黑干燥后为白炭黑成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张开元，
申请(专利权)人：北京世纪地和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]