[發明專利]一種從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁的方法

無效

• 申請號: 201110208684.0
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102275964A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 張開元
• 申請（專利權）人: 北京世紀地和科技有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B09B3/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及一種從粉煤灰中提取高純氧化鋁的方法，尤其涉及一種從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁的方法。

背景技術

粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物，其重要氧化物成分是氧化硅和氧化鋁，其中氧化鋁的成分在30%左右，有些地區的含量高達50%。高純超細的氧化鋁現在的應用范圍越來越廣，而且需求量也越來越大，我國由于鋁土礦自身性質的限制，氧化鋁成本較高，無法滿足國內外市場的需求，因此從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁成為人們逐漸關注的焦點。

（1）從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，從目前的研究報道看，有以下幾種方法：

堿石灰法：堿石灰法需要在很高的溫度（1200～1300℃）下燒結，耗能高；試驗中添加的石灰比例較大，產生大量廢渣；由于粉煤灰中含有大量活性二氧化硅，在堿性條件下硅雜質極易進入溶出液中，需要加入相關工藝將其除去；這樣的工藝復雜，耗能高，而且產生大量的廢渣。

（2）酸/堿直接溶出發：該方法需要高濃度的酸/堿，對設備的要求苛刻，容易產生二次污染，且氧化鋁的提取率很低；由于這些負面因素的存在，使得從粉煤灰提取氧化鋁的工業受到限制。我國相關鋁廠進行過此方面的試生產，但由于技術和效益存在嚴重問題，最終只能停產。

發明內容

本發明針對現有從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁存在上述不足，提供一種從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁的方法。????

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種從粉煤灰中提取高純超細氧化鋁的方法包括以下步驟：

步驟1：將硫酸銨加入到粉煤灰中進行煅燒得到燒結料；

步驟2：將燒結料直接用水溶出后，再降溫結晶形成鋁鹽；

步驟3：將鋁鹽和分散劑加入氨水中沉淀，使其中的鋁離子沉淀析出得到氫氧化鋁；

步驟4：使用乙醇對氫氧化鋁沉淀進行洗滌、干燥和高溫煅燒后，從而得到不同晶形的氧化鋁粉體。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步驟1將硫酸銨與粉煤灰中含有的氧化鋁按重量比3～10的比例混合，然后將混合物置于馬弗爐，于300℃～450℃下進行煅燒60min～120min。

在粉煤灰中加入硫酸銨參與煅燒反應，硫酸銨可以與粉煤灰中的氧化鋁在較低的溫度下反應，因此可以降低煅燒的溫度，減少能耗，還可以有效地活化粉煤灰，也可以將混合料細磨，在煅燒時可以使得固相反應更加充分，提高氧化鋁的提取率。此外該工藝產生的廢渣較少，且多以硅為主，可以作為吸附材料而利用此廢渣。在煅燒的過程中發生的反應如下：

(NH₄)₂SO₄(s)→NH₄HSO₄(l)+NH₃(s)

Al₂O₃(s)+4NH₄HSO₄(l)→2NH₄Al(SO₄)₂(s)+2NH₃(s)+3H₂O(g)

4(NH₄)₂SO₄(s)+Al₂O₃(s)→2NH₄Al(SO₄)₂(s)+6NH₃(s)+3H₂O(g)

進一步，所述步驟2中將水與燒結料按質量比為1～8混合，并于95℃下溶出得到溶出液，這樣濾液中氧化鋁的溶出率（溶出率為濾液中氧化鋁的質量*100%/粉煤灰中氧化鋁的質量）可達75%以上，將所述溶出液置于5℃～10℃的冷水中放置大于或者等于5h的時間，可以使得99%的硫酸鋁銨結晶。

燒結料直接用水溶出，降溫結晶。水在高溫時可以將硫酸鋁銨全部溶出，由于水的成本較低，可以減少降低生產成本。硫酸鋁銨在低溫時溶解度是非常低的，降低溫度可以加速硫酸鋁銨的結晶。

進一步，所述步驟3中以聚乙二醇為分散劑，向0.5mol/L的氨水中加入1%體積～3%體積的分散劑，然后按鋁鹽與氨水中的氨氣摩爾數之比為1/3～1/4的比例向氨水中加入鋁鹽，并且在轉速為900?r/min～1000r/min，溫度在50℃～60℃的條件下進行沉淀。