一种煤矸石硅铝碳协同利用的方法

摘要

本发明涉及一种煤矸石硅铝碳协同利用的方法。该方法包括将煤矸石经水热法高温高压酸浸提铝，制备聚合氯化铝，然后利用提铝废渣与氢氧化钠溶液在高压反应釜中反应制备硅酸钠溶液，使碳富集然后浮选分离，大大降低碳中灰分，将得到硅酸钠溶液调节10～12°Bé通过碳分工艺制备白炭黑。本发明充分利用了煤矸石中的铝、硅、碳，提高了煤矸石的综合利用率。

主权项

一种煤矸石硅铝碳协同利用的方法，其特征在于由以下步骤组成：称取20g潞安郭庄煤矿的煤矸石置于均相反应釜内，加入60mL20％的盐酸在200℃反应2小时，固液分离后得12.42g酸浸渣和60mL酸浸液；将酸浸液浓缩至氯化铝浓度为1.5mol/L，再加入8.08g铝酸钙粉，并在80℃熟化2小时后，进行喷雾干燥得到30.89g聚合氯化铝成品；酸浸渣进一步水洗，过滤，滤渣置入均相反应釜中，并加入5.72g氢氧化钠、35毫升蒸馏水，升温至200℃，反应5小时后，将温度降至室温，过滤分离，得到无色透明的硅酸钠溶液和3.31g滤渣，其中滤渣灰分为66.3％比原煤矸石的灰分87.8％，降低了21.5％；浮选分离滤渣，得低灰分碳，其灰分为35.3％；调节硅酸钠溶液至11°Bé，加热至85℃并开始通入流量为160mL/min二氧化碳，在90℃下反应3小时后过滤，固相经水洗，最后在500～600℃下干燥得到9.4g白炭黑成品；或者由以下步骤组成：称取20g柳林县贾家沟煤矿的煤矸石置于均相反应釜内，加入60mL20％的盐酸在200℃反应2小时，固液分离并水洗后得13.31g酸浸提铝渣，和60mL酸浸液；将酸浸液浓缩至氯化铝浓度为1.5mol/L，再加入8.41g铝酸钙粉，并在80℃熟化2小时后，进行喷雾干燥得到34.36g聚合氯化铝成品；酸浸渣进一步水洗，过滤，滤渣置入均相反应釜中，并加入4.89g氢氧化钠、30毫升蒸馏水，升温至200℃，反应5小时后，将温度降至室温，过滤分离，得到无色透明的硅酸钠溶液和5.69g滤渣，其中滤渣灰分为40.6％比原煤矸石的灰分75.2％降低了34.6％；浮选分离滤渣，得低灰分碳其灰分为20.3％；调节硅酸钠溶液至11°Bé，加热至85℃并开始通入流量为160mL/min二氧化碳，在90℃下反应3小时后过滤，固相经水洗，最后在500～600℃下干燥得到7.4g白炭黑成品；或者由以下步骤组成：称取20g中阳县瑞通煤矿煤矸石置于均相反应釜内，加入60mL 20％的盐酸在200℃反应2小时，固液分离并水洗后得15.48g酸浸提铝渣，和60mL酸浸液；将酸浸液浓缩至氯化铝浓度为1.5mol/L，再加入4.79g铝酸钙粉，并在80℃熟化2小时后，进行喷雾干燥得到17.44g聚合氯化铝成品；酸浸渣进一步水洗，过滤，滤渣置入均相反应釜中，并加入3.25g氢氧化钠、20毫升蒸馏水，升温至200℃，反应5小时后，将温度降至室温，过滤分离，得到无色透明的硅酸钠溶液和10.34g滤渣，其中滤渣灰分为20.1％比原煤矸石的灰分49.8％降低了29.7％；浮选分离滤渣，得低灰分碳其灰分为10.3％；调节硅酸钠溶液至11°Bé，加热至85℃并开始通入流量为160mL/min二氧化碳，在90℃下反应3小时后过滤，固相经水洗，最后在500～600℃下干燥得到5.4g白炭黑成品。