本发明涉及一种固体废弃物的处理技术，尤其涉及一种粉煤灰提铝渣的脱碱方法。
背景技术：
我国铝土矿资源日益短缺，而我国内蒙、山西等地蕴藏着丰富的高铝煤资源，据统计，高铝煤发电后将产生近150亿吨高铝粉煤灰，其中氧化铝的含量50％左右，这相当于我国中等品位铝土矿中氧化铝的含量，是一种非常宝贵的氧化铝生产原料。随着我国铝土矿资源供给矛盾日益突出，从高铝粉煤灰等其它含铝资源中提取氧化铝越来越受到人们的重视。
目前，我国从粉煤灰提取氧化铝技术主要有酸法、烧结法、硫酸铵法、湿法等。其中酸法存在设备腐蚀严重、酸介质回收困难、产品质量无法达标等缺点；烧结法存在烧结温度高、能耗高、尾渣量大等缺点；硫酸铵法存在设备大型化困难、尾渣量大、氨气排放量大等缺点。而中国科学院过程工程研究所发明的一种碱湿法从粉煤灰中提取氧化铝的方法(中国专利cn102476820a)，提供了一种碱性介质下低温湿法从高铝粉煤灰中提取氧化铝的方法，具有反应条件温和，能耗低，氧化铝溶出率高，残渣量小且可用作建材原料(如中国专利申请cn104276578a和cn105198308a)等优点，已经建成万吨级示范工程且连续运行18天，受到了广泛关注，例如中国专利cn103303952a、cn103663516a、cn103708479a和中国专利申请cn104030331a等公开的专利。
上述碱湿法产生的粉煤灰提铝渣碱含量高，在用作建材原料前需要进行脱碱处理，并且回收碱介质。中国专利cn102476820a、cn103708479a和中国专利申请cn104276578a、cn105198308a均将提铝渣加入稀氢氧化钠溶液中进行脱碱反应，其中中国专利cn102476820a采用0～80g/l的稀氢氧化钠溶液，中国专利申请cn104276578a采用na2o浓度为0.1～40g/l稀氢氧化钠溶液，中国专利申请cn105198308a采用1～50g/l稀氢氧化钠溶液，中国专利cn103708479a采用氢氧化钠质量浓度为3％～8％的稀氢氧化钠溶液；而中国专利cn103303952a和cn103663516a均将提铝渣加水进行水热反应脱钠。目前为止，湿法产生的粉煤灰提 铝渣的脱碱方法均采用稀氢氧化钠溶液或水，尚未见采用较高浓度碱溶液或碳酸钠溶液的报道，现有方法均会产生大量稀氢氧化钠溶液，导致碱介质回收利用困难，低浓度碱液若要返回粉煤灰预脱硅或者提铝体系，需要进行蒸发提高浓度，其蒸发水量大，能耗高，难以工业化。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种粉煤灰提铝渣的脱碱方法，该方法将粉煤灰提铝渣加入na2o质量浓度为70～200g/l的高浓度碳酸钠溶液进行脱碱反应，经过脱碱处理后，粉煤灰提铝渣中na2o含量由17％左右降低至1％左右，脱碱渣可用于生产硅酸钙绝热材料或硅酸钙板。由于碳酸钠溶液浓度高，在循环利用时蒸发量小。此外，采用碳酸钠作为反应介质时，脱碱产物微观结构发生了较大变化，不仅产物洗水用量大幅降低，而且脱碱反应的液固比也可大幅降低。因此，新方法能耗大幅降低，经济易行，能够广泛应用于工业化生产。
为达到上述目的，本发明提供了一种粉煤灰提铝渣的脱碱方法，该方法包括如下步骤：
1)配料：将粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为70～200g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为6～20ml/g；
2)脱碱反应：将步骤1)得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到80～220℃，在此温度下反应0.5～8h；
3)出料：将步骤2)中反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，得到滤液和滤饼；
4)洗涤：将滤饼用水进行多级逆流洗涤，洗水温度为60～90℃，洗涤后脱碱渣用于生产硅酸钙绝热材料或硅酸钙板。
进一步地，所述步骤1)中粉煤灰提铝渣为湿法从粉煤灰提取氧化铝后所得的以硅酸氢钠钙为主要成分的碱渣。
进一步地，所述步骤2)中搅拌速率为10～500r/min。
进一步地，所述步骤2)中反应的压力为0～2.3mpa。
与现有技术相比，本发明具有如下明显优越性：
1)碱介质易于循环利用：该方法采用na2o质量浓度为70～200g/l的高浓度碳酸钠溶液进行脱碱反应，没有稀碱液产生，高浓度碱介质易于循环利用。
2)能耗大幅降低：该方法采用na2o质量浓度为70～200g/l的高浓度碳酸钠溶液进行脱碱反应，工艺流程短，无需稀碱液蒸发工艺，能耗大幅降低，经济易行，可以广泛用于工业化生产。
3)脱碱效率高：粉煤灰提铝渣中na2o含量由17％左右降低至1％左右，脱碱率达95％左右，且脱碱渣可用于生产硅酸钙绝热材料或硅酸钙板，可实现提铝渣即粉煤灰中硅组分的高值化利用。
附图说明
图1是本发明一种粉煤灰提铝渣的脱碱方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明几个具体实施例对本发明进一步详细说明，但以下实施例仅限于解释本发明，并不限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
实施例1
原料采用以内蒙某地高铝粉煤灰湿法提取氧化铝所得提铝渣为例，其主要化学成分的质量百分含量(％)如下表：
将粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为70g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为6ml/g。将得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到80℃，在此温度下反应8h，反应压力为0mpa，搅拌速率为10r/min。反应后将反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，滤饼用水进行多级逆流洗涤，得到脱碱渣，洗涤水温度为60℃。脱碱渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为1.55％。
实施例2
将实施例1的粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为100g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为8ml/g。将得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到160℃，在此温度下反应6h，反应压力为0.8mpa，搅拌速率为300r/min。反应后将反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，洗涤，得到脱碱渣，洗涤水温度为70℃。脱碱渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为0.96％。
实施例3
将实施例1的粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为150g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为10ml/g。将得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到200℃，在此温度下反应2h，反应压力为1.6mpa，搅拌速率为500r/min。反应后将反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，洗涤，得到脱碱渣，洗涤水温度为80℃。脱碱渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为1.14％。
实施例4
将实施例1的粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为200g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为20ml/g。将得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到220℃，在此温度下反应0.5h，反应压力为2.3mpa，搅拌速率为200r/min。反应后将反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，洗涤，得到脱碱渣，洗涤水温度为90℃。脱碱渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为1.88％。
实施例5
将实施例1的粉煤灰提铝渣与na2o质量浓度为120g/l的碳酸钠溶液混合成浆料，浆料的液固比即液体体积与固体质量的比值为15ml/g。将得到的浆料加入反应器中，搅拌并加热到140℃，在此温度下反应3h，反应压力为0.4mpa，搅拌速率为400r/min。反应后将反应器冷却，压力降至常压，将反应后的浆料过滤，洗涤，得到脱碱渣，洗涤水温度为75℃。脱碱渣干燥后，分析其氧化钠百分含量为1.05％。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。