一种煤气化灰渣用于生产硅肥的方法

技术领域

本发明涉及煤气化灰渣处理技术领域，尤其涉及一种煤气化灰渣用于生产硅肥的方法。

背景技术

煤气化灰渣是煤与氧气或富氧空气发生不完全燃烧生成CO与H

另一方面，目前煤气化灰渣规模化处置利用的研究方向主要聚焦在建工建材、生态治理等方面，但因其含碳量高、杂质高等特点，导致建工建材掺量低、品质不稳定，生态治理二次污染严重等问题，经济和环境效益差，不适合煤气化灰渣的规模化处理，因此如何解决煤气化灰渣规模化处理中存在的效益低下问题极为重要。在资源化利用方面，目前主要在碳材料开发利用、陶瓷材料制备、铝/硅基产品制备等方面，虽然经济效益相对显著，但均处于实验室研究或扩试试验阶段，还存在成本高、流程复杂、杂质难调控、下游市场小，无法实现规模化利用等问题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种煤气化灰渣用于生产硅肥的方法，具有能够规模化消纳煤气化灰渣、以解决环保问题为主，高值化利用煤气化灰渣增加经济效益为辅，最终实现煤气化灰渣全资源化综合利用的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤气化灰渣用于生产硅肥的方法，包括以下步骤：

S1、预处理，向灰渣中加入剥离剂，并与灰渣匀化混合；

S2、气流粉碎与气流分离，将预处理后的灰渣通过气流粉碎机进行粉碎，并将粉碎后的灰渣粉末通过旋风分离器分为含碳粉末与不含碳粉末；

S3、将步骤S2中分离出的含碳粉末与不含碳粉末分别收集，其中，收集含碳粉末用于后续的深加工实现碳材料的小分子化和超小分子化，不含碳粉末含有的矿物成分主要是CaO、SiO

S4、对不含碳粉末进行酸解反应并通过微波进行催化；

S5、将步骤S4中酸解反应后的原料通过三相分离器进行三相分离；

S6、三相分离出的固体，包括上浮层固体和下层固体，所述上浮层固体为残留的碳渣回收至步骤S3，所述下层固体进行电磁分离，并分离为玻璃体矿物和非玻璃体矿物；

S7、将步骤S3中的部分不含碳粉末和步骤S5中的非玻璃体矿物进行电磁分离，得到富硅矿物；

S8、将所述富硅矿物进行中温活化得到硅肥。

进一步的，步骤S5中，三相分离出的气体进入废气净化器处理后超净排放；步骤S5中，三相分离出的液体回流至步骤S4。

进一步的，所述中温活化的温度为50℃～80℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：气流粉碎与旋风分离创新融合，以物理方法完成大规模分离煤气化灰渣，实现了低成本回收残碳；微波催化酸解反应是物理化学法的融合创新，以快速反应完成硅铝从灰渣中高效分离，减少了许多反应分离步骤，快速实现大规模化处理，同时将富硅矿物进行中温活化处理得到高效的硅肥，硅肥是一种很好的品质肥料、保健肥料和植物调节性肥料，硅肥既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。以其无毒、无味、不变质、不流失、无公害等突出优点，将煤气化灰渣转换成为绿色生态的高效硅肥。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

实施例：一种煤气化灰渣用于生产硅肥的方法，包括以下步骤：

S1、预处理，向灰渣中加入剥离剂，并与灰渣匀化混合；剥离剂的主要成分是胺类物质和一些两类表面活性剂，如乙氧基松香胺、十二烷基丙氨酸等，剥离剂的作用是剥离污垢，将微生物以及他们所造成的生物粘泥从灰渣表面剥离下来，同时具有明显的缓腐蚀和消毒杀菌效果，并且对人类和环境不具有毒性。

S2、气流粉碎与气流分离，将预处理后的灰渣通过气流粉碎机进行粉碎，并将粉碎后的灰渣粉末通过旋风分离器分为含碳粉末与不含碳粉末；

S3、将步骤S2中分离出的含碳粉末与不含碳粉末分别收集，其中，收集含碳粉末用于后续的深加工实现碳材料的小分子化和超小分子化，不含碳粉末含有的矿物成分主要是CaO、SiO

S4、对不含碳粉末进行酸解反应并通过微波进行催化；

S5、将步骤S4中酸解反应后的原料通过三相分离器进行三相分离；

S6、三相分离出的固体，包括上浮层固体和下层固体，所述上浮层固体为残留的碳渣回收至步骤S3，所述下层固体进行电磁分离，并分离为玻璃体矿物和非玻璃体矿物；玻璃体矿物中硅、铝、钙等元素的含量较高可作用一般的矿物进行处理，通过玻璃体矿物后续的处理，能够制备出纯硅材料以及其他金属材料。

S7、将步骤S3中的部分不含碳粉末和步骤S5中的非玻璃体矿物混合后进行电磁分离，得到富硅矿物；

S8、将所述富硅矿物进行中温活化得到硅肥。

步骤S5中，三相分离出的气体进入废气净化器处理后超净排放。

步骤S5中，三相分离出的液体回流至步骤S4，进行循环的酸解反应，提高煤气化灰渣的利用效率。

所述中温活化的温度为50℃～80℃。

在另一个实施例中，所述富硅矿物中温活化之前，即步骤S7与步骤S8之间还可以设置步骤S7.5、将所述富有硅矿物进行电选得到富铝钙金属氧化物矿物和富硅非金属矿物，其中将所述富铝钙金属氧化物矿物用作水泥熟料，将富硅非金属矿物用作步骤S8的原材料来制备硅肥，用于减少硅肥中的铝钙等离子的含量，提高硅肥的纯度，进而提升硅肥的效果。

通过上述技术方案，实现煤气化灰渣的高效处理，完成煤气化灰渣高值高效处置利用与大规模消纳处置利用，可实现煤气化灰渣全量分级处置和资源化，其中第一级为“煤气化灰渣提碳”，从煤气化灰渣中提出碳材料，可进一步深加工实现碳材料的小分子化和超小分子化；第二级为“煤气化灰渣取材”，从煤气化灰渣中取出微纳级至毫米级硅材料和其它金属材料，进一步处置和提纯后成为特殊功能材料；第三级为大规模出路，经活化处理后成为土壤改良剂、硅肥等，实现煤气化灰渣的大规模化无害处理，并将煤气化灰渣制成硅肥。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。