采用粉煤灰为原料生产氧化铝脱硅工艺及装备

主， 少量 用来 制砖 、 铺路 、 制 水泥 等 。堆存 ， 既浪 费土
地， 又 会 污 染 环 境 。 我 国 先 后 采 用 了 以 下 两 种 方 法
（ １ ）产 品 多 样 性 。除 提 取 粉 煤 灰 中 的 氧 化 铝 外， 还 可 以制备 白炭 黑 、 活性硅 酸钙 等硅产 品 ； （ ２ ）物料 流量 相对 较小 。提 高粉 煤 灰 中 的铝硅 比， 降低 了石灰 石和碳 酸 钠 的添加量 ； 熟料 烧成 熟料
采 用 粉 煤 灰 为原 料 生产 氧化 铝 脱 硅 工艺 及 装 备
董 菲 ， 许 文 强
［ 东 北 大 学 设 计 研究 院 （ 有 限公 司 ） ， 辽宁 沈阳 １ ｌ Ｏ Ｏ ｌ ３ １
摘 要 ： 介 绍 了粉 煤 灰 资 源 的分 布 及 综 合 利 用 粉 煤 灰 生 产 氧 化 铝 传 统 生 产 工 艺 的技 术 背 景 ， 着 重
本 技 术 的 优 点 体 现 在 以下 几 个 方 面 ：
古 的煤 炭资 源 量 １ ３ ８亿 ｔ ， 用 于 工 业 生 产 后 产 生 的
粉煤 灰 约 ３ ９ 亿 ｔ ， 其 中 氧化 铝 含 量 ４ Ｏ ～５ １ ， 是
一
种 生产 氧化 铝 的宝贵 资源 。目前 粉 煤灰 以堆存 为
本 技 术 其核 心 技 术是 采 用 预脱 硅 工 艺 ， 预脱 硅 工 艺是 将粉 煤灰 和 循 环母 液 在 一 定 温度 下 反 应 ， 生 成 铝 酸钠 和硅 酸钠溶 液 。达到提 高粉 煤灰 浆液 的铝
硅 比， 降 低 成 渣 量 的 目的 。 粉 煤 灰 经 脱 硅 处 理 之 后 ，
对粉 煤灰 综合 利用 进行 处理 提取 氧化 铝 ： （ １ ）传 统石灰 石烧 结 法 先 用石 灰 石 烧结 法 处 理 粉煤 灰 ， 粗 液 深度 炭 分
得 到高硅 氢 氧 化 铝 ， 再用拜 尔法处理生产 氧化铝。
量 的减少 ， 其烟 煤消耗 大 幅降低 ， 降低 了中间产 品氧
第 ２ ９卷 第Leabharlann ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
有 色 矿 冶
Ｎ０ Ｎ — ＦＥＲＲ０ ＵＳ Ｍ Ｉ ＮＩ ＮＧ ＡＮＤ Ｍ ＥＴＡＬＬＵ ＲＧＹ
Ｖｏ ｌ ＿ ２ ９ ． №３
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ３
文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ —９ ６ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ２ ９ —０ ３
将粉 煤 灰 和 石灰 、 碳 酸 钠 经 高温 烧 结 成 可溶 性 的铝 酸钠 及不 溶性 的硅 酸 钠 等 矿物 ， 二 者分 离 后 制 得氧 化铝并 回收碱 ， 残渣 用作 硅酸 盐水 泥材 料 。 现有 传 统 工 艺存 在 着 粉煤 灰 浆 液铝 硅 比低 ， 成 渣量 高 ， 处 理 的物 料 流量 较 大 ， 生产 流 程 复 杂 ， 能 源
脱 硅液 用 于生产 活 性硅 酸 钙 等 硅 制 品 ， 脱 硅粉 煤 灰 用 碱石 灰烧 结法 生产 氧化 铝 。 粉煤 灰 预脱 硅 工 艺 采 用 套 管 加 停 留罐 脱 硅 方
法， 其 主要 反应 如下 ： Ａｌ ２ Ｏ 。 （ 非 晶态 ）＋ ２ Ｎａ ＯＨ ＋ ａ ｑ 一２ Ｎａ Ａ１ ｏ２ ＋
化 铝 生产 中 的能耗 ；
传统 的石 灰石 烧结 法 以粉 煤 灰 为原 料 ， 采用 了石 灰 石烧 结法 生产 氧化 铝 ， 其 主要 技术 包括 ： 原 料 的配制 及粉 化 、 氧化铝 碱 液 浸 取 、 液 固分离 、 氧 化铝 溶 液 碳
分、 拜 尔 法溶 出 、 种分 、 氢 氧 化 铝 分 离 及 焙 烧 和 水 泥
（ ３ ）硅 钙 渣排 放 量 低 。石灰 石 添 加 量 的降 低 ， 使 单 位产 品硅 钙渣 的 产量 大 幅降 低 ， 减 少 了二次 废
物 的产生 ；
水泥 熟料 锻烧 等 。
（ ２ ）传 统 的碱 一石 灰 烧 结 法
（ ４ ）生产 流程简 化 ， 烧 成 温度 的降低 ， 相 应 的降 低 了制造成 本 和经 营成本 。
中图分类号 ： ＴＦ ８ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
１ 背 景 技 术
我 国 内蒙古 、 山西 、 陕 西 等 地煤 炭 资 源 丰 富 ， 储 量约 １ ５ ０ ０亿 ｔ 。煤 中氧 化 铝 含 量 ９ ～１ ３ 。仅
针对 目前 采用传 统 工艺处 理得 到 的粉煤 灰料浆 存 在 铝硅 比低 的不 足 之 处 ， 目前 的新 型 工 艺 技术 是 预脱 硅 ＋碱 石 灰烧结 法 。本技 术实 现 了高铝粉 煤灰
中 的氧化 铝和 二氧 化 硅 分 别提 取 利 用 ， 主 要 的 化 学
以９ ％计 算 ， 氧 化铝 量 高 达 １ ３ ５亿 ｔ ， 远 多 于 目前 我
国铝土 矿资 源 中 氧化 铝 １ ８亿 ｔ 的含 量 。仅 仅 内蒙
消耗 材料 如 碳 酸 钠 和氢 氧 化 钠 基 本 实 现 了循 环 利 用， 每提取 １ ｔ 氧 化 铝所 处 理 的物 料 总 量 降低 ３ ０ 左右 ， 煅烧 温 度 降 低 １ ０ 左右 ， 产 生 的硅 钙 渣 量 降 低 ７ Ｏ 右， 具 有较 强 的市场 竞争力 。
描 述 综 合 利 用 高 铝 粉 煤 灰 生 产 氧 化 铝 的新 工 艺 预 脱 硅 ＋碱 石 灰 烧 结 法 其 核 心 技 术 预 脱 硅
工艺和预脱硅工艺指标及工艺装备 ， 并 对 脱 硅 工 艺 装 备 适 用 情 况 及 发 展 方 向提 出 了建 议 。
关键词 ： 高铝粉煤灰 ； 综 合 利用 ； 套 管 加 停 留罐 脱 硅 工 艺 ； 设备大型化 ； 节 能
消耗 高等 问题 。
２ 处 理 粉 煤 灰 的 新 型 工 艺 及 影 响 因
素
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ３ 一ｏ １ —１ ５