专利名称：降低粉煤灰中氧化钙含量的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低粉煤灰中氧化钙含量的方法。
背景技术：
粉煤灰化学成分的变化主要受不同来源的煤的成分的影响。作为生产高附加值粉煤灰堇青石工业产品的原料，粉煤灰中过高的铁和钙含量将对产品的质量产生不良影响过高铁的含量将明显降低材料的耐火度，过高的钙含量将增大材料的热膨胀系数，降低材料的抗热震能力。对于某些产品，从成本的角度考虑，粉煤灰中的铁和钙不必完全去除，只要将其含量降到适当低即可。例如，对粉煤灰堇青石材料，粉煤灰中的氧化铁和氧化钙的含量分别≤3.5wt％和≤2.5wt％就可以作为合格的原料使用；当然，粉煤灰中氧化钙的含量越低越好。
我国热电厂排出的一级和二级粉煤灰中的氧化铁和氧化钙含量一般都分别远大于3.5wt％和2.5wt％。
目前的粉煤灰利用现状(建筑材料领域)是希望其中的氧化钙含量更多一些。目前在全世界范围内，还没有报道过降低粉煤灰中氧化钙含量的问题。
发明内容
针对我国热电厂排出的一级和二级粉煤灰中的氧化铁和氧化钙含量分别远大于3.5wt％和2.5wt％，本发明的目的在于提供一种方法简单、成本低的降低粉煤灰中氧化钙含量的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，其特征在于包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水体积量V0在数值上是粉煤灰质量W0的1.2-1.4倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升；搅拌水和粉煤灰，使之形成均匀的粉煤灰泥浆；记下加入水的体积量V0；3).去除粉煤灰中的铁；然后，静置粉煤灰泥浆，待水和粉煤灰分离后，并放出上面的清水留待以后使用，并记下放出的清水量V1；4).计算容器内粉煤灰中所含水量(V0-V1)，按盐酸或硝酸∶水＝1∶2-1∶5的浓度称量出所需浓盐酸或硝酸的量，并将这些浓盐酸或硝酸注入到容器中；如果注入浓酸后不能形成可以流动的酸性粉煤灰泥浆，可以再加入适量体积、浓度为1∶2-1∶5的盐酸或硝酸溶液，以形成可以流动的酸性粉煤灰泥浆为原则；搅拌酸性粉煤灰泥浆20-60分钟(搅拌时间根据泥浆中盐酸或硝酸溶液的浓度决定，浓度高时用20分钟，低时用60分钟)；5).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；6).用数值上为干粉煤灰质量7-12倍体积的水，粉煤灰质量用公斤，则水的体积量用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥浆；放出的酸性溶液可以与步骤5)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放、反复使用几次后再与步骤5)产生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化钙的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
所述的步骤3)中去除粉煤灰中的铁，用塑料布包裹的永磁体为棒，搅拌粉煤灰泥浆，3-5分钟后，提出塑料布包裹的永磁体，并从塑料布中抽出永磁体，再用水冲洗塑料布外表面上被磁体吸附的含铁粉末于另一容器中；反复该过程直到塑料布包裹的永磁体不再从粉煤灰泥浆中吸附出含铁粉末为止，除铁过程结束。
所述的步骤3)中去除粉煤灰中的铁，将均匀的粉煤灰泥浆流通过专门的除铁装置除铁，除铁过程结束。
本发明的方法简单、成本低，处理后的粉煤灰中氧化铁和氧化钙的含量将分别≤3.5wt％和≤2.5wt％。除钙工艺产生的酸性溶液的主要成分是钙、氯离子，还含有一定量的铁、铝、硅和镁等。该酸性溶液可以反复使用数次。当溶液不能再有效溶解粉煤灰中的氧化钙时，溶液就要被当作废水加以处理了。
具体实施例方式
实例1处理武汉阳逻电厂的粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).按盐酸∶水＝1∶2的浓度配出盐酸溶液，配制量在数值上是粉煤灰质量W0的1.4倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤(kg)，则水的体积量V0用升(1)；3).将这些盐酸注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆20分钟；4).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；5).用数值上为干粉煤灰质量7倍体积的水(粉煤灰质量用公斤，则水的体积量用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰；放出的酸性溶液可以与步骤4)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放，反复使用几次后再与步骤4)产生的酸性溶液混合；6).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化钙的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和单纯除钙的粉煤灰的化学组成(X光萤光光谱分析，XRF)列于表1中表1单纯除钙处理前后武汉阳逻电厂粉煤灰的化学组成(wt％)
从表1可以看出，盐酸对氧化钙的去除效果理想，同时还能去除少量的铁。
实例2处理武汉阳逻电厂的粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水体积量V0在数值上是粉煤灰质量W0的1.4倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升；搅拌水和粉煤灰，使之形成均匀的粉煤灰泥浆；记下加入水的体积量V0；3).去除粉煤灰中的铁用塑料布包裹的永磁体为棒，搅拌粉煤灰泥浆，3-5分钟后，提出塑料布包裹的永磁体，并从塑料布中抽出永磁体，再用水冲洗塑料布外表面上被磁体吸附的含铁粉末于另一容器中；反复该过程直到塑料布包裹的永磁体不再从粉煤灰泥浆中吸附出含铁粉末为止，除铁过程结束；然后，静置粉煤灰泥浆，待水和粉煤灰分离后，放出上面的清水留待以后使用，并记下放出的清水量V1；4).根据容器内粉煤灰中所含水量(V1-V0)，按盐酸∶水＝1∶2的浓度称量出所需盐酸的量，在温度为20℃环境下，将这些盐酸注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆30分钟；5).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；6).用数值上为干粉煤灰质量12倍体积的水，粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥浆；放出的酸性溶液可以与步骤5)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放，反复使用3次后再与步骤5)产生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化铁和氧化钙的含量将分别≤3.5wt％和≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和去除氧化铁、氧化钙后的粉煤灰的化学组成(XRF)列于表2中表2除铁、除钙处理前后武汉阳逻电厂粉煤灰的化学组成(wt％)
表2显示，盐酸能有效降低粉煤灰中的氧化钙含量，同时能去除少量的铁。
实例3处理武汉阳逻电厂粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水体积量V0在数值上是粉煤灰质量W0的1.4倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升；搅拌水和粉煤灰，使之形成均匀的粉煤灰泥浆；记下加入水的体积量V0；3).去除粉煤灰中的铁将均匀的粉煤灰泥浆流通过永磁除铁装置除铁，除铁过程结束；然后，静置粉煤灰泥浆，待水和粉煤灰分离后，并放出上面的清水留待以后使用，并记下放出的清水量V1；4).计算容器内粉煤灰中所含水量，按盐酸∶水＝1∶5的浓度称量出所需盐酸的量，并将这些盐酸注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆60分钟；5).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；6).用数值上为干粉煤灰质量12倍体积的水(粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥浆；放出的酸性溶液可以与步骤5)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放，反复使用2次后再与步骤5)产生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化铁和氧化钙的含量将分别≤3.5wt％和≤2.5wt％的粉煤灰。
实例4处理武汉阳逻电厂粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).按盐酸∶水＝1∶3的浓度配出盐酸溶液，配制量在数值上是粉煤灰质量W0的1.3倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤(kg)，则水的体积量V0用升(1)；3).将这些盐酸溶液注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆30分钟；4).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；5).用数值上为干粉煤灰质量10倍体积的水(粉煤灰质量用公斤，则水的体积量用升)，分4-6次清洗酸性粉煤灰；放出的酸性溶液可以与步骤4)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放，反复使用3次后再与步骤4)产生的酸性溶液混合；6).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化钙的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
实例5处理武汉阳逻电厂粉煤灰。
降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水体积量V0在数值上是粉煤灰质量W0的1.3倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升；搅拌水和粉煤灰，使之形成均匀的粉煤灰泥浆；记下加入水的体积量V0；3).静置粉煤灰泥浆，待水和粉煤灰分离后，并放出上面的清水留待以后使用，并记下放出的清水量V1；4).计算容器内粉煤灰中所含水量，按硝酸∶水＝1∶3的浓度称量出所需硝酸的量，在温度为15℃环境下，将这些硝酸注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆30分钟；5).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；6).用数值上为干粉煤灰质量10倍体积的水，粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥浆；放出的酸性溶液可以与步骤5)产生的酸性溶液混合，也可以单独存放，反复使用4次后再与步骤5)产生的酸性溶液混合；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化钙的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
原粉煤灰和单纯除氧化钙的粉煤灰的化学组成(XRF)列于表3中表3单纯硝酸除钙处理前后武汉阳逻电厂粉煤灰的化学组成(wt％)
表3显示，硝酸对粉煤灰中氧化钙的去除效果较理想，但对其中铁的去除效果不明显。
权利要求
1.降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，其特征在于包括如下步骤1).称取质量为W0的干粉煤灰，并将它置入一容器中；2).向容器中注入水，注水体积量V0在数值上是粉煤灰质量W0的1.2-1.4倍，计算时两种物质的计量单位粉煤灰质量用公斤，则水的体积量V0用升；搅拌水和粉煤灰，使之形成均匀的粉煤灰泥浆；记下加入水的体积量V0；3).去除粉煤灰中的铁；然后，静置粉煤灰泥浆，待水和粉煤灰分离后，并放出上面的清水留待以后使用，并记下放出的清水量V1；4).计算容器内粉煤灰中所含水量(V0-V1)，按盐酸或硝酸∶水＝1∶2-1∶5的浓度称量出所需浓盐酸或硝酸的量，并将这些浓盐酸或硝酸注入到容器中；搅拌酸性粉煤灰泥浆20-60分钟；5).静置；待粉煤灰沉淀后，放出上部的酸性溶液留待以后处理；6).用数值上为干粉煤灰质量7-12倍体积的水，粉煤灰质量用公斤，则水的体积量用升，分4-6次清洗酸性粉煤灰泥浆；7).干燥清洗后的粉煤灰，得到氧化钙的含量≤2.5wt％的粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，其特征是所述的步骤3)中去除粉煤灰中的铁，用塑料布包裹的永磁体为棒，搅拌粉煤灰泥浆，3-5分钟后，提出塑料布包裹的永磁体，并从塑料布中抽出永磁体，再用水冲洗塑料布外表面上被磁体吸附的含铁粉末于另一容器中；反复该过程直到塑料布包裹的永磁体不再从粉煤灰泥浆中吸附出含铁粉末为止，除铁过程结束。
3.根据权利要求1所述的降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，其特征是所述的步骤3)中去除粉煤灰中的铁，将均匀的粉煤灰泥浆流通过永磁除铁装置除铁，除铁过程结束。
全文摘要
本发明涉及一种降低粉煤灰中氧化钙含量的方法。降低粉煤灰中氧化钙含量的方法，其特征在于包括如下步骤1)称取质量为W
文档编号C04B18/08GK1724440SQ20051001890
公开日2006年1月25日 申请日期2005年6月14日 优先权日2005年6月14日
发明者何涌 申请人:中国地质大学(武汉)