[發(fā)明專利]一種粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110287177.0
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102351226A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李旺興;尹中林;楊志民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B09B3/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術(shù)領(lǐng)域

一種粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的方法，涉及一種綜合利用粉煤灰資源生產(chǎn)冶金級氧化鋁或者非冶金級氧化鋁的工藝方法。

背景技術(shù)

粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收集的細(xì)粉狀物料。粉煤灰的礦物成分和化學(xué)成分和煤的來源有關(guān)，其物相組成以玻璃體為主，同時含有莫來石、石英、赤鐵礦、磁鐵礦、硬石膏、磷酸三鈣及黃長石等的粉狀物料；化學(xué)成分主要為Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、CaO、MgO?等，同時還含有少量的稀有元素。粉煤灰堆存要占用大量的土地，并且對周邊環(huán)境也會造成一定程度的污染。因此，對粉煤灰的綜合利用進行研究，變廢為寶，對環(huán)境保護和提高資源利用率，建設(shè)環(huán)保節(jié)約型社會都具有重大意義。

粉煤灰中SiO₂和Al₂O₃含量合計超過80％以上，其中Al₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為22％～40％，尤其是少部分高鋁粉煤灰中的Al₂O₃含量通?？蛇_50％左右；同時，由于我國鋁土礦資源相對不足，我國氧化鋁工業(yè)受鋁土礦資源的制約越來越明顯，因此綜合利用粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)開發(fā)也越來越受到重視。

從粉煤灰提取氧化鋁（氫氧化鋁）或鋁鹽的工藝歸納起來可分為酸法、堿法以及酸堿混合法。這些工藝方法在工藝路線上各有其特點。

酸法是指以酸性物料處理粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的方法。酸法較有代表性的方法是硫酸浸取法。該方法的技術(shù)路線為：首先用一定濃度及體積的NH₄F作為助溶劑對粉煤灰進行浸泡，然后用一定濃度和體積的H₂SO₄在一定溫度下浸出粉煤灰，粉煤灰中的鋁以Al₂(SO₄)₃的形式被從粉煤灰中浸出，除去雜質(zhì)Fe后加入(NH₄)₂SO₄與之反應(yīng)生成NH₄A1(SO₄)₂·12H₂O，最后在950℃左右加熱NH₄A1(SO₄)₂·12H₂O就可得到A1₂0₃。當(dāng)然，也可以用鹽酸替代硫酸去浸出粉煤灰。

對堿法的研究較為深入。具有代表性的方法是石灰石燒結(jié)法和堿石灰燒結(jié)法。

堿石灰燒結(jié)法是將粉煤灰和石灰、碳酸鈉經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，A1₂O₃與碳酸鈉燒結(jié)成可溶性的鋁酸鈉，SiO₂與石灰燒結(jié)成不溶性的2CaO·SiO₂。熟料經(jīng)破碎、浸出、分離、一段脫硅、二段脫硅、碳酸分解等工序得到Al(OH)₃，最后煅燒得A1₂O₃產(chǎn)品。

石灰石燒結(jié)法是將粉煤灰與石灰石混合進行燒結(jié)使粉煤灰中的Al₂O₃與CaO結(jié)合，生成在堿溶液具有可溶性的化合物—鋁酸鈣（12CaO·7Al₂O₃），而使粉煤灰中的SiO₂與CaO生成不溶性的穩(wěn)定化合物—硅酸鈣（2CaO·SiO₂）。粉煤灰與石灰石的燒結(jié)熟料在冷卻過程中，由于熟料中的硅酸二鈣發(fā)生相變，體積膨脹10%（比重由3.4變?yōu)?.1），熟料自行粉碎為細(xì)粉，可省去磨細(xì)工序。然后用碳酸鈉溶液對自粉化后的熟料進行溶出，鋁酸鈣分解，Al₂O₃以NaAlO₂的形式轉(zhuǎn)入溶液，而2CaO·SiO₂及4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃等不溶物以固體形式殘留得以分離。溶出后的溶出漿液進行分離，分離出的殘渣（硅鈣渣）經(jīng)洗滌后用于制取硅酸鹽水泥。分離硅鈣渣后的溶液（粗液），經(jīng)脫硅后，用煙氣中CO₂進行碳酸化分解析出A1(OH)₃沉淀，煅燒后生成氧化鋁。