[發明專利]一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法

無效

• 申請號: 200810302421.4
• 申請日: 2008-06-30
• 公開（公告）號: CN101302021A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 唐云;陳福林;張覃;劉安榮
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B09B3/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于冶金材料的生產方法，具體來說是一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。

背景技術

粉煤灰是火力發電廠燃煤鍋爐排出的一種工業廢渣，是目前世界上排放量最大的工業固體廢棄物之一，不僅嚴重污染環境，危害人類健康，阻礙社會經濟發展，而且還占用大量土地。不過粉煤灰又是可以開發的資源，粉煤灰中一般含有15％～55％的氧化鋁，如果能合理地加以利用，將是一種很好的氧化鋁資源。由于我國目前粉煤灰排放量巨大，其中高鋁粉煤灰占有相當的比重。所以在我國開展對高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術的研究，具有相當的實際應用和推廣的價值和潛力。將粉煤灰作為提取氧化鋁的一種后備資源，對氧化鋁工業的持續發展和提高粉煤灰的綜合利用價值都具有重要意義。

目前氧化鋁主要從鋁土礦中提取，但由于我國鋁土礦資源比較匱乏，其儲量僅為世界鋁土礦總資源量的1.5％。就目前已知的鋁土礦的資源量，按目前氧化鋁產量的增長速度，即使考慮到遠景儲量，我國的鋁土礦的保證年限也很難達到50年。因此，開發利用其它含鋁原料提取氧化鋁的工藝和方法就成為當前重大課題。粉煤灰中一般含有15％～55％的氧化鋁，如果能很好的加以利用，將是一種很好的氧化鋁資源。

目前，從粉煤灰中提取氧化鋁的方法主要有酸溶沉淀法、酸堿聯合法、氟氨助溶法、石灰石燒結法和堿石灰燒結法等幾種。酸溶沉淀法、酸堿聯合法主要存在的問題是酸耗或堿耗太大，氟氨助溶法提取氧化鋁的過程中會生成有毒的強揮發性氟化氫氣體。另外，利用酸溶沉淀法、酸堿聯合法、氟氨助溶法提取粉煤灰中的氧化鋁時，粉煤灰中含鐵、鈣、鎂的物質也不可避免地進入溶液，造成了鐵、鈣、鎂與鋁的分離困難。堿石灰燒結法和石灰石燒結法存在的主要缺點是燒結溫度很高，能耗太大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，它采用了較低的燒結溫度，避免了高酸耗、堿耗以及有毒氣體的危害，同時提高粉煤灰的綜合利用率，將粉煤灰作為氧化鋁的一種后備資源，并減少了環境污染。

為了解決上述問題，本發明提供一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，其提取步驟如下：

(1)將含氧化鋁的粉煤灰進行除鐵處理，將除鐵后的粉煤灰與氫氧化鈉和氧化鈣混合，在650～850℃燒結20～60分鐘，得到粉煤灰的燒結熟料；

(2)再將粉煤灰燒結后的熟料在氫氧化鈉的稀堿液中溶出5～20分鐘，過濾除去鈣硅渣，得到鋁酸鈉溶液；

(3)最后在鹽酸調節溶液pH＜1，再加入1％的動物膠使生成的硅酸凝聚，過濾脫去硅渣，得較純氯化鋁溶液，用體積比1∶1氨水中和氯化鋁溶液得氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁經過濾煅燒就得到氧化鋁產品。

粉煤灰與氫氧化鈉和氧化鈣混合，其中氧化鈉與粉煤灰中含有的氧化鋁的摩爾比為3～1∶1，氧化鈣與粉煤灰中含有的二氧化硅的摩爾比為2～0.2∶1。

溶出所用氫氧化鈉的濃度為60～100g/L，溶出的溫度為80～120℃。

溶出過程的液固比控制為7～3.5∶1。

與現有技術相比，本發明具有燒結溫度低、能耗低、粉煤灰中氧化鋁提取率高、過程廢棄物可以實現零排放的工藝特點，過程工藝簡單，投資小，成本低，產品附加值高，是一種很有實用價值和前景的粉煤灰綜合利用產業化方法。

具體實施方式

實施例：取經磁選除鐵后含氧化鋁30.10％、氧化鐵4.70％、二氧化硅46.11％的粉煤灰10g，加入氫氧化鈉5.19g和氧化鈣2.15g，于700℃條件下燒結0.5小時，得到燒結熟料。

燒結熟料于濃度80g/L、溫度為100℃的氫氧化鈉溶液中溶出10分鐘，控制溶出過程的液固比為5∶1，經過濾得鈣硅渣和鋁酸鈉溶液，鈣硅渣經濃度為0.2mol/L、溫度100℃的稀氫氧化鈉溶液洗滌5次，溫度100℃的水洗滌4次得到最終的鋁酸鈉溶液和鈣硅渣。鈣硅渣可以用于生產水泥。

經過燒結、溶出過程后，粉煤灰氧化鋁的提取率為87.03％，94.69％Na₂O進入溶液成為循環堿。

將鋁酸鈉溶液用體積比1∶1鹽酸調節溶液pH＜1，再加入1％的動物膠使生成的硅酸凝聚，過濾脫去硅渣，得較純氯化鋁溶液，再用體積比1∶1氨水中和沉淀的氫氧化鋁，經過濾后在1000℃溫度下煅燒氫氧化鋁得2.67g冶金六級氧化鋁產品。剩余濾液經苛化、蒸發可以重新使用，蒸發的水可用于鈣硅渣的洗滌或其他調漿用水。