利用粉煤灰提取氧化铝及废渣综合利用技术

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