一種煤基固廢選-冶-材資源化綜合利用工藝方法及其應用技術

本發明專利技術提供了一種煤基固廢選

【技術實現步驟摘要】
一種煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法及其應用


[0001]本專利技術屬于煤基固廢綜合利用
，具體涉及一種煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法及其應用。

技術介紹

[0002]隨著現代煤化工行業的快速發展，煤氣化作為現代煤化工的龍頭技術，氣化過程中產生的煤氣化渣量急劇增加。但由于技術和成本問題的限制，目前主要以填埋和堆存為主，這不僅侵占大量土地資源，而且面臨著煤氣化渣中有害重金屬滲濾液污染水體和土壤的風險，嚴重威脅生態環境。同時，這種對煤氣化渣的處置方式，也是一種資源上的浪費。
[0003]目前，我國現代煤化工行業煤氣化渣資源化利用尚處于起步階段，尚無對煤氣化渣進行全組分資源化利用的方法。

技術實現思路

[0004]為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法及其應用。本專利技術中先將煤基固廢浮選分離得到殘碳與尾灰；然后將尾灰干燥、堿熔變為活性物料；接著將活性物料浸出過濾得到浸出液和浸出渣，將浸出液中的Li、Ga吸附富集；吸附后的浸出液通過調節硅鋁比、水熱晶化、過濾、高溫煅燒得到介孔分子篩；過濾后的含硅堿液通過碳分、煅燒得到白炭黑；尾灰與浸出渣混合，通過水分調節、養護過程，得到地質聚合物產品。本專利技術中的方法在實施過程中不產生廢渣、廢水，最終得到了Li、Ga富集產品、地質聚合物產品、介孔分子篩和白炭黑四種產物，實現了煤基固廢的充分、綜合利用，且環境效益也很好，意義重大。
[0005]為了實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：
[0006]本專利技術提供了一種煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法，所述煤基固廢為粉煤灰和/或煤氣化渣，所述方法具體包括以下步驟：
[0007](1)將所述煤基固廢浮選分離得到殘碳與尾灰；
[0008](2)將所述尾灰干燥、堿熔變為活性物料；
[0009](3)將所述活性物料浸出過濾得到浸出液和浸出渣，所述浸出液中的Li、Ga通過吸附劑富集得到Li、Ga富集產品；
[0010](4)所述吸附后的浸出液通過調節硅鋁比、水熱晶化、過濾、高溫煅燒得到介孔分子篩；
[0011](5)所述步驟(4)中過濾后的含硅堿液，通過碳分、煅燒得到白炭黑；
[0012](6)所述步驟(1)中浮選分離得到的尾灰與所述步驟(3)中過濾得到的浸出渣混合，通過水分調節、養護得到地質聚合物產品。
[0013]優選的，步驟(1)中，所述煤基固廢浮選分離前還包括磨礦步驟，具體為：按磨礦濃度30％～50％，研磨5～30min，使炭
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灰充分解離。
[0014]優選的，步驟(2)中，所述堿熔的條件為：以氫氧化鈉為堿熔劑，尾灰與堿熔劑按質
量比1:(1～1.5)混合、研磨，然后以400～600℃的堿熔溫度煅燒1～4h，其中升溫速率為5～10℃/min。
[0015]優選的，步驟(3)中，所述浸出的條件為：以去離子水為浸出劑，去離子水和堿熔后尾灰的液固比(4～15):1L/kg；浸出作業進行時，以200～600rpm/min攪拌1～4h。
[0016]優選的，步驟(3)中，所述浸出液中的Li、Ga分別通過錳系鋰離子篩和提鎵樹脂富集。
[0017]優選的，步驟(4)中，所述調節浸出液硅鋁比的硅源和鋁源分別為硅酸鈉和偏鋁酸鈉；所述介孔分子篩的制備條件為：硅鋁比2～3，水熱溫度80～200℃，水熱時間6～24h，煅燒溫度500～600℃，煅燒時間3～5h。
[0018]優選的，步驟(5)中，所述碳分過程分為兩步：一步碳分除雜，二步碳分沉淀，將沉淀干燥后即得所述白炭黑。
[0019]優選的，步驟(5)中，當溶液pH降為9.5～10.5時，一步碳分除雜結束；當溶液的pH降為7.5～8.5時，二步碳分沉淀結束。
[0020]優選的，步驟(6)中，所述尾灰與所述浸出渣的混合質量比為1:(0.5～1.5)，外加液固比為0.2～0.4的水攪拌形成漿體，養護溫度為30～90℃。
[0021]本專利技術還提供了一種所述煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法在Li、Ga富集產品和/或地質聚合物產品和/或介孔分子篩和/或白炭黑制備中的應用。
[0022]與現有技術相比，本專利技術具有如下技術效果：
[0023](1)本專利技術以煤基固廢為原料，通過浮選分離法對煤基固廢進行處理，將得到的殘碳和浮選尾灰分別進行利用，充分實現煤基固廢綜合利用。
[0024](2)本專利技術采用堿熔焙燒法對浮選尾灰進行處理，隨后通過浸出得到含Li、Ga浸出液，通過吸附法實現Li、Ga富集，實現Li、Ga的回收利用。
[0025](3)本專利技術將浸出渣與煤基固廢浮選尾灰混合，共同作為合成地質聚合物的原料，利用浸出渣中殘留的堿作為激發劑及外加水分調節攪拌形成漿體，并將漿體成型養護形成穩定性好、強度高的地質聚合物，用于建筑材料。
[0026](4)本專利技術將浸出液中Li、Ga富集分離后，向剩余的強堿性溶液添加硅酸鈉和偏鋁酸鈉調節硅鋁比及模板劑，并通過水熱晶化、過濾、高溫煅燒得到介孔分子篩。
[0027](5)本專利技術合成分子篩過程中分離出的含硅堿液，通過向其中通入二氧化碳進行兩步碳分過程得到沉淀，并將沉淀干燥后得到白炭黑，充分實現浸出液的再利用。
[0028](6)本專利技術提供的資源利用方法，在實施過程中不產生廢渣、廢水，整個工藝流程最終得到富集Li、Ga產品、地質聚合物、介孔分子篩和白炭黑四種產物，環境效益好。
附圖說明
[0029]圖1為本專利技術實施例1中的工藝流程示意圖。
具體實施方式
[0030]以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。在不背離本專利技術精神和本質的情況下，對本專利技術方法、步驟、條件、儀器或試劑所作的修改或替換，均屬于本專利技術的范圍。
[0031]下面結合實施例，對本專利技術的技術方案進行進一步詳細闡述。
[0032]實施例1
[0033]以寧夏某煤氣化渣為綜合利用的原材料，該煤氣化渣成分為SiO2：50.94％，Al2O3：19.31％，Fe2O3：9.87％，CaO：8.21％，MgO：4.32％，燒失量為24.76％，使用圖1所示的工藝流程對其進行綜合利用。
[0034]操作如下：
[0035]步驟1.將所述煤氣化渣烘干后，按磨礦濃度50％，將煤氣化渣在棒磨機中研磨10min，使炭
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灰充分解離，再經過浮選得到殘碳和灰分，其中，浮選殘碳產率為48.27％，燒失量為47.76％，浮選尾灰產率51.73％，燒失量為3.3％。
[0036]步驟2.將浮選得到的尾灰烘干至恒重后，隨后將尾灰與氫氧化鈉按質量比1:1.2混合，并研磨至均一相；研磨后的物料置于本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法，其特征在于，所述煤基固廢為粉煤灰和/或煤氣化渣，所述方法具體包括以下步驟：(1)將所述煤基固廢浮選分離得到殘碳與尾灰；(2)將所述尾灰干燥、堿熔變為活性物料；(3)將所述活性物料浸出過濾得到浸出液和浸出渣，所述浸出液中的Li、Ga通過吸附劑富集得到Li、Ga富集產品；(4)所述吸附后的浸出液通過調節硅鋁比、水熱晶化、過濾、高溫煅燒得到介孔分子篩；(5)所述步驟(4)中過濾后的含硅堿液，通過碳分、煅燒得到白炭黑；(6)所述步驟(1)中浮選分離得到的尾灰與所述步驟(3)中過濾得到的浸出渣混合，通過水分調節、養護得到地質聚合物產品。2.如權利要求1所述的煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法，其特征在于，步驟(1)中，所述煤基固廢浮選分離前還包括磨礦步驟，具體為：按磨礦濃度30％～50％，研磨5～30min，使碳
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灰充分解離。3.如權利要求2所述的煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法，其特征在于，步驟(2)中，所述堿熔的條件為：以氫氧化鈉為堿熔劑，尾灰與堿熔劑按質量比1:(1～1.5)混合、研磨，然后以400～600℃的堿熔溫度煅燒1～4h，其中升溫速率為5～10℃/min。4.如權利要求3所述的煤基固廢選
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冶
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材資源化綜合利用工藝方法，其特征在于，步驟(3)中，所述浸出的條件為：以去離子水為浸出劑，去離子水和堿熔后尾灰的液固比(4～15):1L/kg；浸出作業進行時，以200～600rpm/min...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田全志，張海軍，潘銀海，姚朔，王海楠，趙振洋，位都，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：