一、技術簡介
1.工藝技術路線圖

圖1 工藝技術路線圖
2.主要技術指標
(1)高鋁粉煤灰中Al2O3的提取率≥85%,非晶態SiO2提取率≥90%, NaOH的綜合回收率≥95%。
(2)研制開發的粉煤灰預脫硅管道化溶出工藝設備、筒形溶出器、多功能硅酸鈣粉體改性設備等關鍵非標設備連續穩定運行率≥85%。
(3)主要產品砂狀氧化鋁化學成分滿足冶金二級的技術要求, 即: Al2O3>98.5%、SiO2<0.04%、Na2O<0.55%、Fe2O3<0.03%,LOI<0.8%;粒徑小于45μm的氧化鋁所占比例不大于12%;磨損指數≤20%。
二、技術創新點
1. 根據高鋁粉煤灰中不含石英晶體以及玻璃相主要由非晶態SiO2構成這兩個特點,確定出用高濃度NaOH 低溫提取非晶態SiO2的化學預脫硅技術,獲得了較好的脫硅效果。
2. 將脫除的二氧化硅制成優質活性硅酸鈣產品,開創了國內外較低成本大規模的合成活性硅酸鈣的先例;同時實現堿的回收,NaOH的回收率>95%。
3. 首次采用筒形溶出器-棒磨機的兩段溶出法對粉煤灰熟料中的NaAlO2進行溶出。
4. 將提取氧化鋁后剩余的硅鈣渣進行脫堿和脫水處理,使其能夠滿足生產水泥和電廠煙氣脫硫的技術要求,解決了傳統氧化鋁生產中赤泥的污染和堆存問題。
三、技術項目案例
技術已于呼和浩特建成一二期高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣項目,年產20萬噸氧化鋁,15萬噸活性硅酸鈣和60萬噸硅鈣渣用于生產水泥,項目建設運行穩定。
高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣年產20萬噸氧化鋁,15萬噸項目一次性投資94970萬元,其中設備投資65932萬元。
目前,高鋁粉煤灰生產氧化鋁成本約3182元/噸,與鋁土礦燒結法生產氧化鋁成本基本相當(3300元/噸左右),每生產一噸氧化鋁虧損280元(氧化鋁市場售價按2830元/噸(含稅))。15萬噸/年活性硅酸鈣副產品按照每噸800元價格計算,則高鋁粉煤灰生產氧化鋁成本約2692元/噸,每生產一噸氧化鋁將有138元毛利潤(氧化鋁市場售價按2830元/噸(含稅))。
該技術的應用不僅可以減少高鋁煤炭資源的開采與使用造成的大量含鋁礦物資源的浪費和環境污染,還將從根本上解決我國部分資源短缺與西部地區環境保護和生態修復問題。
四、技術推廣前景
該技術對于高鋁煤炭資源豐富的地區以及山西、山東、河南、內蒙、寧夏等擁有大量低鋁/硅比鋁土礦和煤矸石資源的地區具有推廣意義。
