[發明專利]一種采用酸法由粉煤灰制備氧化鋁過程中的除雜方法

無效

• 申請號: 201210068769.8
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN103303948A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 楊超;梁興國;吳金;郭新峰;黃興;蘭海平;曾偉;高旋;張建寧;張文;李寧;鄭攀峰
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及一種采用酸法由粉煤灰制備氧化鋁過程中的除雜方法。

背景技術

火力發電在我國的發電結構中占有主導地位，而燃煤火力發電在火力發電中占有絕對的比例，粉煤灰是燃煤電廠排棄的固體廢棄物。

近年來，隨著電力工業的發展，粉煤灰的排放量急劇增長，據中國煤炭工業協會2009年1月的報告，2008年我國的產煤總量為27.16億噸，其中大部分用于發電，我國粉煤灰的年排放量已超過2億噸，累計堆存量超過25億噸，占用了大量耕地、大范圍地污染了環境。因此，開展粉煤灰的綜合利用研究，實現其資源化，不僅是關系到我國電力工業及相關工業可持續發展所面臨的亟待解決的重大問題，而且對保護土地資源、減少和消除環境污染，實現循環經濟具有重要意義。

粉煤灰中含有的主要成份有：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、TiO₂、CaO、K₂O、MgO等，其中氧化鋁的含量一般可達到20％～40％，最高可達50％以上，可代替鋁土礦成為一種很好的氧化鋁資源。由于粉煤灰是在爐膛中高溫燃燒的產物，所以大部份粉煤灰是以玻璃體形式存在，其結構聚合度大，化學性質十分穩定。

目前國內外由粉煤灰制備氧化鋁的方法，主要為酸法、堿法。

酸法(硫酸直接浸取法、氟銨助溶法、硫酸鋁銨等)生產氧化鋁時是用硫酸、鹽酸等無機酸或者如硫酸銨等強酸弱堿鹽處理含鋁原料而得到的相應鋁鹽的酸性水溶液，然后生產氧化鋁。其缺點是需要昂貴的耐酸設備，酸的回收比較復雜以及從鋁鹽溶液中除鐵也比較困難。

堿法(石灰石燒結自粉化法、堿石灰燒結法、碳酸鈉焙燒法等)系利用堿從粉煤灰中提取氧化鋁，由于硅隨鋁一起溶解于堿溶液，需想法脫硅。粉煤灰采用堿法提取氧化鋁時堿溶出鋁時，鎂、鈣、鐵等雜質離子基本不溶出，但是整個工藝鏈較長，設備投資大，能耗高，渣量大；采用酸法提取氧化鋁時，鋁、鐵混溶于溶出液中，雜質鐵難以分離，嚴重影響氧化鋁產品質量。目前酸法粉煤灰生產氧化鋁無成功的除鐵除雜工藝。

發明內容

為了解決現有的酸法制備氧化鋁工藝復雜、雜質鐵難以分離的技術問題，本發明提供一種采用酸法由粉煤灰制備氧化鋁過程中的除雜方法，采用N，N-二甲基二硫代氨基甲酸銨做為沉淀劑除去粉煤灰生產氧化鋁過程中鋁鹽的酸性水溶液中鐵離子的新工藝方法，其除鐵效果顯著，工藝簡單，易于操作，且沉淀劑可處理回用，工藝成本低。

本發明的技術解決方案是：

一種采用酸法由粉煤灰制備氧化鋁過程中的除雜方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】在攪拌下將沉淀劑N，N-二甲基二硫代氨基甲酸銨按Fe³⁺∶NH⁴⁺摩爾質量比為1∶1～6加入到鋁鹽的酸性水溶液中，反應產生黑色沉淀N，N-二甲基二硫代氨基甲酸鐵，經過過濾分離收集濾液得到除鐵后鋁鹽溶液；所述鋁鹽的酸性水溶液為采用酸法由粉煤灰生產氧化鋁得到的中間產物；

2】將除鐵后的鋁鹽溶液結晶析出，過濾分離，到得鋁鹽晶體并收集濾液備用；

3】焙燒鋁鹽晶體得到除雜后的氧化鋁。

還包括步驟4】將步驟1】所得黑色沉淀N，N-二甲基二硫代氨基甲酸鐵加入到步驟2】的收集的濾液中，并通過加入氨水或氨氣，調整PH值為9～14，生成紅色沉淀，過濾分離，得到氫氧化鐵沉淀，回收存儲它用，并收集含有再生沉淀劑N，N-二甲基二硫代氨基甲酸銨的濾液供步驟1】使用。

上述步驟4】調整的PH值為9～13。

步驟1】中加入沉淀劑的量為按照Fe³⁺∶NH⁴⁺摩爾質量比為1∶2～4。

本發明的所具有優點是：

1、本發明用N，N-二甲基二硫代氨基甲酸銨作為沉淀劑在酸法處理粉煤灰的過程中沉淀除鐵等雜質離子，解決了酸法工藝處理粉煤灰中鐵雜質去除困難的問題，其沉淀速度快、成渣顆粒大易去除，除鐵效果顯著且不給產品帶入雜質離子，工藝簡單，易于操作。

2、本發明通過反應將使用過的沉淀劑回收利用，變廢為寶，除雜成本低。

附圖說明

圖1為本發明酸法處理粉煤灰工藝中除雜的流程圖。

具體實施方式