1、工艺原理
在特定工艺条件下，以无机酸为分解剂直接对煤矸石进行分解，使其中的铝、铁元素溶出并进入液相，二氧化硅、碳和硫不与酸反应被留存于残渣中。分解完成后，经分离收得含有铝、铁离子的酸浸出液和主要成分为二氧化硅、碳和硫的分解残渣。将溶液中的铝、铁进行分离，用于生产六氟铝酸钠（冰晶石）和氧化铁系工业颜料（铁红、铁黄、铁黑、铁棕等）。
将分解残渣与碱反应制得水玻璃和碱解残渣。碱解残渣的主要成份是不与酸碱反应的碳和硫，经洗涤后用作锅炉燃料。采用酸法工艺对水玻璃进行处理，控制工艺条件制得高分散性轮胎专用白炭黑。工艺过程对废气、废水进行控制、收集、回用，没有排放。所产生的分解残渣主要成分为碳和硫，热值达4500大卡以上，可直接用作锅炉燃料。生产过程对环境基本无影响。
本工艺无需对煤矸石做热活化处理。
2、主要经济技术指标
（1）分解率：
SiO2≥85%；Al2O3≥92%，Fe2O3≥90%。
（2）收率（以分解率为基数）：
SiO2≥95%；Al2O3≥95%，Fe2O3≥96%。
（3）主要物资能源消耗（按每处理1000kg煤矸石计）：
以贵州黔桂焦化煤矸石为例，其化学组成为SiO2：35.22%；Al2O3：20.54%；Fe2O3：11.89%；MgO：3.48%。
序号 名称 产量/kg 单价/元 金额/元 备注
（1）废气：
①酸性蒸汽：
产生位置：煤矸石酸浸工序、碱解残渣酸浸工序、铁沉淀物酸解与还原工序。
控制措施：与反应器配套安装冷凝回流装置，使酸性蒸汽冷凝、吸收转化为酸性液体返回反应器并参加反应，无排放。
②产品干燥过程产生的尾气
产生位置：各种产品干燥工序。
控制措施：采用旋风除尘、脉冲布袋除尘和水膜除尘相结合的方式，控制尾气中粉尘含量不大于30mg/m³，达标排放。
③含氨气体
产生位置：铁沉淀工序、氧化铁红制备工序、铝沉淀工序、冰晶石制备工序、氟化铵制备工序。
控制措施：采用封闭式反应装置并配套安装尾气吸收系统，在封闭条件下对所产生的含氨气体进行吸收，收氨水返回系统循环使用，无氨气弥散。
（2）废水
①分解过程所产生的洗涤液：
产生位置：酸解残渣洗涤、碱解残渣洗涤。
控制措施：返回分解系统循环使用。
②含硫酸钠废水
产生位置：高分散白炭黑分离工序。
控制措施：主要成份为硫酸钠，经物相转化后经苛后制得碳酸钙和液体氢氧化钠。碳酸钙循环用作转化剂，氢氧化钠经调整浓度后返回碱解工序循环使用。
③铵氮废水
产生位置：铁沉淀物分离工序、氧化铁红分离工序、铝沉淀物分离工序。
控制措施：送工艺废水综合利用系统，经分解回收氨水循环使用。铵分解后所产生的残液铵氮含量＜10mg/m³，达标排放或循环使用。
④含氟废水
产生位置：冰晶石分离工序。
控制措施：以氢氧化钙处理后达标排放，同时收得副产品氟化钙，氟化钙循环用作反应活化剂。
（3）废渣
① 分解残渣
产生位置：碱解残渣酸浸工序。
控制措施：分解残渣主要成份为未燃尽的碳和硫，热值在4500大卡以上，洗涤后用做锅炉燃料。
②还原残渣
产生位置：铁沉淀物酸解与还原工序。
控制措施：主要成份为铁，返回酸解及还原工序循环使用。
③铝碱溶残渣
产生位置：铝沉淀物碱溶分离工序；
控制措施：主要成份为铁和少量的氢氧化铝，返回煤矸石酸解工序循环分解。
5、技术状态
本工艺由河南睿博环境工程技术有限公司研发，历经5年实验室研究、6次中试研究和4次3000t/a级小型工业化生产验证，已成为成熟可靠的工业化生产技术。
6、本工艺优势
1、成熟、可靠，具有较高的工业实用价值。
2、处理过程无需对煤矸石做热活化处理，设备投资省，处理成本低。
3、实现了对煤矸石的全元素、无害化综合利用，对环境无污染。
4、产品符合市场需要，附加值高，运行成本低，经济效益十分可观。
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