1、工藝原理
在特定工藝條件下，以無機酸為分解劑直接對煤矸石進行分解，使其中的鋁、鐵元素溶出并進入液相，二氧化硅、碳和硫不與酸反應被留存于殘渣中。分解完成后，經(jīng)分離收得含有鋁、鐵離子的酸浸出液和主要成分為二氧化硅、碳和硫的分解殘渣。將溶液中的鋁、鐵進行分離，用于生產(chǎn)六氟鋁酸鈉（冰晶石）和氧化鐵系工業(yè)顏料（鐵紅、鐵黃、鐵黑、鐵棕等）。
將分解殘渣與堿反應制得水玻璃和堿解殘渣。堿解殘渣的主要成份是不與酸堿反應的碳和硫，經(jīng)洗滌后用作鍋爐燃料。采用酸法工藝對水玻璃進行處理，控制工藝條件制得高分散性輪胎專用白炭黑。工藝過程對廢氣、廢水進行控制、收集、回用，沒有排放。所產(chǎn)生的分解殘渣主要成分為碳和硫，熱值達4500大卡以上，可直接用作鍋爐燃料。生產(chǎn)過程對環(huán)境基本無影響。
本工藝無需對煤矸石做熱活化處理。
2、主要經(jīng)濟技術指標
?。?）分解率：
SiO2≥85%；Al2O3≥92%，F(xiàn)e2O3≥90%。
?。?）收率（以分解率為基數(shù)）：
SiO2≥95%；Al2O3≥95%，F(xiàn)e2O3≥96%。
（3）主要物資能源消耗（按每處理1000kg煤矸石計）：
以貴州黔桂焦化煤矸石為例，其化學組成為SiO2：35.22%；Al2O3：20.54%；Fe2O3：11.89%；MgO：3.48%。
序號 名稱 產(chǎn)量/kg 單價/元 金額/元 備注
?。?）廢氣：
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產(chǎn)生位置：煤矸石酸浸工序、堿解殘渣酸浸工序、鐵沉淀物酸解與還原工序。
控制措施：與反應器配套安裝冷凝回流裝置，使酸性蒸汽冷凝、吸收轉化為酸性液體返回反應器并參加反應，無排放。
?、诋a(chǎn)品干燥過程產(chǎn)生的尾氣
產(chǎn)生位置：各種產(chǎn)品干燥工序。
控制措施：采用旋風除塵、脈沖布袋除塵和水膜除塵相結合的方式，控制尾氣中粉塵含量不大于30mg/m3，達標排放。
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產(chǎn)生位置：鐵沉淀工序、氧化鐵紅制備工序、鋁沉淀工序、冰晶石制備工序、氟化銨制備工序。
控制措施：采用封閉式反應裝置并配套安裝尾氣吸收系統(tǒng)，在封閉條件下對所產(chǎn)生的含氨氣體進行吸收，收氨水返回系統(tǒng)循環(huán)使用，無氨氣彌散。
?。?）廢水
?、俜纸膺^程所產(chǎn)生的洗滌液：
產(chǎn)生位置：酸解殘渣洗滌、堿解殘渣洗滌。
控制措施：返回分解系統(tǒng)循環(huán)使用。
②含硫酸鈉廢水
產(chǎn)生位置：高分散白炭黑分離工序。
控制措施：主要成份為硫酸鈉，經(jīng)物相轉化后經(jīng)苛后制得碳酸鈣和液體氫氧化鈉。碳酸鈣循環(huán)用作轉化劑，氫氧化鈉經(jīng)調整濃度后返回堿解工序循環(huán)使用。
?、垆@氮廢水
產(chǎn)生位置：鐵沉淀物分離工序、氧化鐵紅分離工序、鋁沉淀物分離工序。
控制措施：送工藝廢水綜合利用系統(tǒng)，經(jīng)分解回收氨水循環(huán)使用。銨分解后所產(chǎn)生的殘液銨氮含量＜10mg/m3，達標排放或循環(huán)使用。
④含氟廢水
產(chǎn)生位置：冰晶石分離工序。
控制措施：以氫氧化鈣處理后達標排放，同時收得副產(chǎn)品氟化鈣，氟化鈣循環(huán)用作反應活化劑。
（3）廢渣
?、?分解殘渣
產(chǎn)生位置：堿解殘渣酸浸工序。
控制措施：分解殘渣主要成份為未燃盡的碳和硫，熱值在4500大卡以上，洗滌后用做鍋爐燃料。
?、谶€原殘渣
產(chǎn)生位置：鐵沉淀物酸解與還原工序。
控制措施：主要成份為鐵，返回酸解及還原工序循環(huán)使用。
?、垆X堿溶殘渣
產(chǎn)生位置：鋁沉淀物堿溶分離工序；
控制措施：主要成份為鐵和少量的氫氧化鋁，返回煤矸石酸解工序循環(huán)分解。
5、技術狀態(tài)
本工藝由河南睿博環(huán)境工程技術有限公司研發(fā)，歷經(jīng)5年實驗室研究、6次中試研究和4次3000t/a級小型工業(yè)化生產(chǎn)驗證，已成為成熟可靠的工業(yè)化生產(chǎn)技術。
6、本工藝優(yōu)勢
1、成熟、可靠，具有較高的工業(yè)實用價值。
2、處理過程無需對煤矸石做熱活化處理，設備投資省，處理成本低。
3、實現(xiàn)了對煤矸石的全元素、無害化綜合利用，對環(huán)境無污染。
4、產(chǎn)品符合市場需要，附加值高，運行成本低，經(jīng)濟效益十分可觀。
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