利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙 技术成果简介 张战军(内蒙古.docVIP

利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙 技术成果简介 张战军(内蒙古大唐国际再生资源开有有限公司) 摘要: 高铝粉煤灰是近些年来随着我国西部煤炭资源的开发以及大型火力发电厂的建设，出现在内蒙中西部地区的一种新的粉煤灰类型，其Al2O3含量通常可达50%左右，相当于我国中低品位铝土矿中Al2O3的含量。初步统计，2008年，该地区高铝粉煤灰排放量在1300万吨以上。近些年,随着我国铝土矿资源的日益短缺，利用高铝粉煤灰生产氧化铝越来越引起人们的重视。 为了利用这种宝贵的再生资源，大唐国际与清华同方于2004年2月开始进行正式合作，着手进行高铝粉煤灰提取氧化铝的技术开发及其产业化，2007年8月8日，双方的合资公司-内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司正式成立，该公司的一期项目就是利用托克托电厂高铝粉煤灰年产14万吨铝硅钛合金，该项目的核心技术就是利用高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙成套技术。 本文首先介绍粉煤灰综合利用的项目背景，然后介绍粉煤灰提取氧化铝的一些主要技术进展，最后着重介绍五年以来我公司在高铝粉煤灰综合利用方面所取得的技术成就、该项技术的实施范围和实施条件以及项目历程和必威体育精装版进展情况。 关键词: 高铝粉煤灰 氧化铝 活性硅酸钙 预脱硅 碱石灰烧结法 一 项目背景 （一）内蒙古煤铝共生资源及开发利用情况及高铝粉煤灰的产生 内蒙古中西部地区由于特殊的地质背景，在晚古生代煤层及夹矸中赋存大量一水软铝石和高岭石等富铝矿物（图1, 图中的浅色物质均为富铝矿物），形成煤铝共生矿产资源。这些煤种在火力发电厂燃烧后形成的粉煤灰中氧化铝含量高达50%，相当于我国中级品位铝土矿中氧化铝的含量，是非常宝贵的再生含铝矿物资源。 图1 准格尔煤田煤-铝共生特点 高铝粉煤灰的显微结构特征 该类矿产主要分布于自治区中西部的准格尔煤田、桌子山煤田和大青山煤田（见表1），煤中氧化铝含量高达9-13%，煤灰成分中氧化铝含量高达40-51%，其中准格尔煤田潜在高铝粉煤灰的蕴藏量70亿吨， 相当于我国铝土矿目前保有储量的3倍。近期地质研究发现，准格尔煤中镓的平均含量高达44.8ppm，折算为煤灰成分中镓含量为89.2 ppm，初步估算，准格尔煤田中镓的保有储量6.3×104t，为特大型镓矿床。因此，准格尔煤田是国内外罕见的煤—铝—镓复合矿产，具有极其重要的经济价值和开发前景。 表1 内蒙古自治区煤铝共生矿产的分布与开采情况 序号 煤田名称 产地名称 资源量 （亿吨） 铝含量（%） 粉煤灰中氧化铝含量（%） 生产能力 （万吨/年） 1 准格尔煤田 准格尔旗 264 10—13 40-51 7000 2 桌子山 煤 田 乌海、 鄂托克 37 9.26—11.6 40 1700 3 大青山煤田 土右旗 20 9.12—11.9 40 1000 4 合 计 321 9700 目前，自治区富铝煤炭资源的开采量已接近1亿吨，主要作为火力发电的燃料燃烧。其中含高铝粉煤灰3000万吨，可提取氧化铝1200万吨左右，相当于2007年我国氧化铝消费量的50%，其经济价值高达400亿元左右，远远超过了煤炭自身的价值。而目前这些宝贵的煤铝共生矿物资源并未得到科学合理的开发利用，不仅造成了我国紧缺的含铝矿物资源的大量浪费，而且粉煤灰的运输和大量囤积产生了严重的占地和环境污染问题。 （二）我国的铝土矿资源危机 近年来，随着我国铝工业的高速发展，铝土矿和氧化铝供应短缺的矛盾日益突出。目前，我国铝土矿的保有储量仅为20亿吨左右，优质铝土矿资源比较匮乏，主要分布在山西、贵州、河南、广西等地区，人均占有量仅为世界平均水平的1.5%，不能满足我国铝工业的发展需求。2007年，我国消费氧化铝2480万吨，国内生产氧化铝1968万吨，进口氧化铝512万吨，进口铝土矿2000多万吨，进口的铝资源已达国内需求量的50%左右。预测2010年后，我国氧化铝的年需求量将超过3000万吨，60-70%的铝土矿和氧化铝将依赖进口，尤其是能源丰富且适宜发展电解铝工业的内蒙、宁夏、青海、新疆等西部地区，因缺乏天然铝土矿资源，氧化铝全部依赖外购。 二 高铝粉煤灰的资源特性极其作为氧化铝提取对象的可能性 (一) 高铝粉煤灰的资源特性 化学分析结果表明(分析结果见表1)，该粉煤灰Al2O3的含量远超过普通粉煤灰的平均值—27.1 wt%，为典型的高铝粉煤灰； SiO2、TFeO的含量则相对较低，属于低硅低铁型； 表1 高铝粉煤灰主要元素氧化物的百分含量（wt %） SiO2 Al2O3 TFeO MgO CaO Na2O K2O TiO2 MnO2 P2O5 (Cl) LOI Total 37.8 48.5 2.27 0.31 3.62 0.15 0.36 1.64 0.0