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利用粉煤灰提取氧化铝及废渣综合利用技术

2023
06/27
02:42
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一、项目背景

随着我国电力工业的迅猛发展,发电厂每年排放的粉煤灰可达几亿吨,目前我国粉煤灰的堆存量已达到几十亿吨。粉煤灰占用了大量土地、污染大气和地下水,是我国排放量较大的工业固体废物之一,急需加以综合利用。本项目利用火力发电厂排出的固体废物——粉煤灰做原料提取氧化铝,由窑尾废气中提取的二氧化碳经净化后用于氧化铝生产流程,提取氧化铝过程中产生的固体废渣——活性硅酸钙用于联产水泥,形成了低排放、低污染、低成本、高产出的循环产业链。每年可综合利用粉煤灰132万t,每年可利用CO232万t(1.64亿Nm3)。

本项目的实施,有利于下游产业节能减排。提取氧化铝后的固体废渣——活性硅酸钙与水泥熟料的矿物组成十分接近,是一种优质的水泥原料,用其制造水泥熟料可提产30%、降低热耗20%,吨水泥可降低热耗折合标煤20多公斤,每年可节约热量折合标煤近7万t;用活性硅酸钙作水泥原料,相比传统的石灰石粘土作水泥原料吨水泥可减少CO2排放量350kg,每年可减少CO2排放量110多万t。

二、工艺流程

将粉煤灰与石灰石磨细配比混匀,在1320°C~1400°C下焙烧,形成以铝酸钙和硅酸二钙为主要成分的氧化铝熟料。在熟料冷却过程中通过温度控制使熟料产生自粉化,采用碱溶法在自粉化后的氧化铝熟料中提取氧化铝后,废渣(主要成分为活性硅酸钙)用于生产水泥。各环节烟气经净化后达标排放。产1t氧化铝约消耗3.3t粉煤灰。

技术特点:

从粉煤灰中提取氧化铝资源综合利用效益突出;在熟料生产阶段采用无碱煅烧、熟料自粉化工艺,节能增效。

产品执行《氧化铝》(YS/T 274)中冶金级砂状氧化铝一级标准。

三、工艺路线及参数

1.工艺路线

将粉煤灰与石灰石磨细配比混匀,在1320°C~1400°C下焙烧,形成以铝酸钙和硅酸二钙为主要成分的氧化铝熟料。在熟料冷却过程中通过温度控制使熟料产生自粉化,采用碱溶法在自粉化后的氧化铝熟料中提取氧化铝后,废渣(主要成分为活性硅酸钙)用于生产水泥。各环节烟气经净化后达标排放。产1t氧化铝约消耗3.3t粉煤灰。

2.主要供应参数

出磨生料指标:水分≤1.0,合格率≥80;细度≤K±1.5,合格率≥80;KH 1.02±0.02,合格率≥80。入窑生料指标:细度≤K±1.5,合格率≥90;KH K±0.02,合格率≥90;水分≤1.0,合格率≥90。平盘过滤母液浮游物<2g/L,白泥洗液浮游物<2g/L,成品氢铝SiO2≤0.02%、Fe2O3≤0.02%、Na2O≤0.4%、水分≤8%,氧化铝SiO2≤ 0.02、Fe2O3≤0.02、Na2O≤0.5、灼减≤0.8%。

3.关键设备

带分解炉五级旋风预热器5000t/d。回转窑生产能力5500t/d,型式单传动、单液压挡轮,斜度4.0%(正弦),转速主传动时0.396~4r/min、辅助传动时8.56r/h。加压过滤机:介质温度90~95℃,介质浓度(Na2O)<15g/L,Al2O3<15g/L,S=120m2。隔膜泵输送能力300m3/h,冲次:6次/min(以最终设计为准),连续运转率>93%,吸入压力0.15MPa,排出压力2.5MPa。

四、效果效益分析

以内蒙古某铝业有限公司利用粉煤灰年产40万t氧化铝项目为例。

1.运行效果

年产40万t氧化铝,可消耗粉煤灰132万t,同时产出氧化铝赤泥-活性硅酸钙3304000t用于生产水泥熟料,实现固废零排放。

2.运行费用

吨氧化铝制造成本2139.35元,其中包括原燃材料成本1452.97元,动力电费用233.75元,辅助材料费用38.97元,包装物费用31.34元,人员工资费用97.47元,折旧费用246.93元,制造费用37.93元。

3.投资费用

总投资估算为251644.78万元,其中建设投资估算为247209.01万元,每吨氧化铝投资为6180.23元。

技术来源:国家先进污染防治示范技术目录

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