專利名稱：從粉煤灰提氧化鋁同時(shí)生成β-C的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉煤灰再利用領(lǐng)域。
我國(guó)的粉煤灰排量與日俱增，目前每年已超過(guò)3500萬(wàn)噸，為了保護(hù)環(huán)境，造福人民，綜合利用粉煤灰是當(dāng)務(wù)之急。從粉煤灰提取氧化鋁，國(guó)外報(bào)導(dǎo)較多，主要工藝為燒結(jié)法和氧化法。波蘭采用石灰石燒結(jié)法，從粉煤灰中提取氧化鋁，殘?jiān)a(chǎn)普通硅酸鹽水泥，燒結(jié)溫度為1300℃，熟料采用自粉化法，以解決熟料粉磨及溶出率問(wèn)題，但如生成硅鋁酸鈉，則需增設(shè)脫硅工藝。美國(guó)依阿華州立大學(xué)化學(xué)工程系及AMES實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)數(shù)年努力，于1984年發(fā)表了石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁，殘?jiān)a(chǎn)水泥的報(bào)告，其方法仍為高溫?zé)Y(jié)，并需脫硅工藝，但氧化鋁的回收率從50%提高到80%。1980年安徽電力局委托冶金研究所，采用石灰石燒結(jié)法對(duì)安徽田家發(fā)電廠粉煤灰進(jìn)行了試驗(yàn)，燒結(jié)溫度為1380℃，氧化鋁溶出率為77～90%，仍需脫硅工藝。綜上所述，國(guó)內(nèi)外的已知方法的問(wèn)題在于制取氧化鋁的溫度高;難于粉磨，溶出率低，又均需脫硅。
本發(fā)明的目的是提供一種用石灰低溫?zé)Y(jié)，取消脫硅工序，從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。此種方法采用常壓、蒸養(yǎng)、低溫、脫結(jié)晶水工藝，使石灰與粉煤灰充分反應(yīng)，硅、鋁全部化合，溶出率和回收率高，不需脫硅，純度高的氧化鋁，同時(shí)殘?jiān)?jīng)低溫煅燒脫水，可生成粒經(jīng)小，用途廣并能直接使用的β-C2S膠凝材料。
本文中所用的化學(xué)分子式代號(hào)為
C-CaoS-Sio2A-AL203H-H2O如C12A7＝12Cao，7AL203C3AH6＝3Cao，AL203，6H2O從粉煤灰中提取氧化鋁的熟料制取工藝1，工藝流程以粉煤灰為原料，與石灰、活性摻料混合加水成型，進(jìn)行常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，使石灰和原料中的鋁、硅充分反應(yīng)，生成C3AH/6和C2SH/2的物料，經(jīng)低溫煅燒脫水(包括結(jié)晶水)和低溫液相反應(yīng)后成含有C12A7、CA和β-C2S的熟料，再用純堿溶液提取氧化鋁，其殘?jiān)娓珊鬄榛钚缘摩?C2S膠凝材料。
2，成份配比粉煤灰與石灰的配比按照其化學(xué)成分中C(氧化鈣)S(硅)、A(鋁)的總和重量比計(jì)算C/A＝0.9～1.0C/S＝1.6～1.83，蒸養(yǎng)為常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)100℃，低溫煅燒燒成溫度為700℃～900℃，蒸養(yǎng)與煅燒時(shí)間視塊體的大小，密實(shí)度的高低，化學(xué)反應(yīng)程度而定，要求是全部反應(yīng)化合、蒸養(yǎng)時(shí)間為6～12小時(shí)，控制煅燒時(shí)間為1～4小時(shí)。活性摻料的作用主要是提高反應(yīng)率，一種是加快結(jié)晶的摻料，用量為2～5%，即硅鋁酸鹽碎塊，一種是電解質(zhì)摻料，用量為0.2～1.5%，如Na2Co3，Naoh，Na2so4，Nacl等電解質(zhì)。
本發(fā)明在化學(xué)反應(yīng)上改變了傳統(tǒng)的高溫?zé)Y(jié)固相反應(yīng)為常壓蒸養(yǎng)的液相反應(yīng)，生成C3AH6和C2SH2。經(jīng)試驗(yàn)，對(duì)爐渣、粘土、風(fēng)化或燃燒過(guò)的煤矸石、鋁礬土等都可適用。
4，本發(fā)明到達(dá)指標(biāo)a，溶出率85～92%
b，產(chǎn)品純度其雜質(zhì)含量sio2小于0.03%，F(xiàn)e2o3小于0.03%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)品的質(zhì)量要求。
c，蒸養(yǎng)時(shí)，石灰的配比，以不生成CSH(B)和蒸養(yǎng)后少存在f-Cao為原則，以確保β-C2S膠凝材料的純度。
d，低溫煅燒后CA中的AL203占總鋁量的35～40%，C12A7中的AL203占總鋁量的60～65%，殘?jiān)械腁L203含量為1～1.5%。
e，經(jīng)溶出后低溫脫水煅燒的-C2S膠凝材料顆粒細(xì)小，在6微米以下，白度高，容重輕(為0.55)，礦物為絨球狀無(wú)定型晶體，能提高水泥的早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，而高溫下生成的β-C2S晶體具有雙軸板狀結(jié)構(gòu)，早期強(qiáng)度低，難水化，比重大。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.氧化鋁溶出率較高，為85～92%，2.窯爐不需耐火窯襯，能耗低，3.熟料中，低溫型的β-C2S活性高，可快速釋放出高活性的游離鈣，在溶出的同時(shí)，起到脫硅作用，再加上低濃度溶出工藝，因此不需另設(shè)脫硅工序，4.本發(fā)明生產(chǎn)的β-C2S膠凝材料，可大幅度提高水泥28天的抗折、抗壓強(qiáng)度，提高值達(dá)100～200kg/cm2之多，并可提高水泥混凝土的抗?jié)B、抗凍性能。
5.提取的氧化鋁細(xì)度細(xì)，白度高，達(dá)到一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種從粉煤灰中提取氧化鋁同時(shí)生成活性β-C2S膠凝材料的方法，其特征是以粉煤灰為原料，與石灰混合加水成型，進(jìn)行常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，使石灰和原料中的鋁、硅充分反應(yīng)，生成C3AH6和C2SH2的物料，經(jīng)低溫煅燒脫水(包括結(jié)晶水)和低溫液相反應(yīng)后成含有C12A7、CA和β-C2S的熟料，再用純堿溶液提取氧化鋁，其殘?jiān)娓珊鬄榛钚缘摩?C2S膠凝材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是原料中的氧化鋁，二氧化硅與石灰的配合比為C/A＝0.9～1.0 C/S＝1.6～1.8
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是原料的細(xì)度應(yīng)小于5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是蒸養(yǎng)時(shí)間為6～12小時(shí)，控制煅燒時(shí)間為1～4小時(shí)，低溫煅燒脫水溫度為700～900℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是殘?jiān)?00～900℃烘干后為β-C2S占主要成分的活性膠凝材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是除用粉煤灰提煉外，還可用爐渣、二次粘土、風(fēng)化或燃燒過(guò)的煤矸石、鋁礬土等含鋁礦物為原料。
全文摘要
一種從粉煤灰中提取氧化鋁同時(shí)生成活性β-C
文檔編號(hào)C01F7/08GK1030217SQ8710146
公開(kāi)日1989年1月11日 申請(qǐng)日期1987年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月4日
發(fā)明者蔡永新, 史提, 艾孟井, 豐敏曾 申請(qǐng)人:淮南發(fā)電總廠, 南京電力環(huán)保技術(shù)咨詢中心