[發(fā)明專利]一種從煤矸石中制取高純度氧化鋁的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310206076.5
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN103288107A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐正華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 如皋市樂恒化工有限公司
• 主分類號(hào): C01F7/02
• 分類號(hào): C01F7/02
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化鋁的制備方法，尤其涉及一種從煤矸石中制取高純度氧化鋁的方法。

背景技術(shù)

煤矸石簡(jiǎn)稱矸石，是采煤和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石，包括巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。

中國(guó)每年生產(chǎn)1億t煤炭，排放矸石1400萬t左右，從煤炭洗選加工來看，每洗選1億t煉焦煤排放矸石量2000萬t，每洗1億t動(dòng)力煤，排放矸石量1500萬t，全國(guó)國(guó)有煤礦現(xiàn)有矸石山1500余座，堆積量30億t以上（占中國(guó)工業(yè)固體廢物排放總量的40%以上）。煤矸石棄置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會(huì)污染大氣、農(nóng)田和水體；矸石山還會(huì)自燃發(fā)生火災(zāi)，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災(zāi)害。保護(hù)環(huán)境是中國(guó)的基本國(guó)策，隨著國(guó)家環(huán)保執(zhí)法力度的不斷加大，人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，解決煤矸石污染環(huán)境問題顯得越來越突出，煤矸石發(fā)電是充分利用煤矸石的有效熱成分，變廢為寶，解決污染的有效途徑。

煤矸石的無機(jī)成分主要是是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬，其中二氧化硅為52-65%，氧化鋁為16-36%。目前從煤矸

石中制取氧化鋁的方法有酸法、堿法、混鹽法、電鋁水泥法等，酸法生產(chǎn)的氧化鋁純度較高，但是引入的助溶劑會(huì)與其他物質(zhì)反應(yīng)，造成污染，堿法工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但得到氧化鋁的純度不高。發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用煤矸石制取高純度氧化鋁的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種從煤矸石中制取高純度氧化鋁的方法，包括如下步驟：?

（1）將煤矸在500-700℃下焙燒，熱解出二氧化硅，用150-250g/l的氫氧化鈉溶液在60-90℃條件下攪拌浸出70-80分鐘，浸出兩次，得到物料；

（2）以碳酸鈉和生石灰作為燒結(jié)劑，在900-1200℃條件下焙燒60-90分鐘，鈣比為2.0-2.7，堿比為0.9-1.5；

（3）將熟料粉碎與碳酸鈉水溶液配成固液比為2.5-3.0的漿料，放在微波場(chǎng)中進(jìn)行溶出反應(yīng)，過濾，一次溶出后將溶液中的反應(yīng)生成物NaAlO₂取出,濾餅再與6-10%的碳酸鈉水溶液反應(yīng)進(jìn)行二次溶出，生產(chǎn)的鋁酸鈉進(jìn)入液相，而硅酸二鈣和碳酸鈣等不容物留在殘?jiān)校?/p>

（4）向鋁酸鈉粗液中加入二氧化碳，通氣速度為180-220ml/min,溫度為90-100度，反應(yīng)1-2小時(shí)，經(jīng)過過濾洗滌,干燥后得到氫氧化鋁成品；

（5）將得到的氫氧化鋁在100-120℃烘干，在900-1200℃下煅燒50-80分鐘，即得到氧化鋁。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)介質(zhì)可循環(huán)利用，易于操作，

適合工業(yè)化生產(chǎn)，得到的氧化鋁的純度高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

（1）將煤矸在600℃下焙燒，熱解出二氧化硅，用220g/l的氫氧化鈉溶液在90℃條件下攪拌浸出70分鐘，浸出兩次，得到物料；

預(yù)脫硅可以除去約40-50%的二氧化硅，減少后期硅鈣渣的排放量。

（2）以碳酸鈉和生石灰作為燒結(jié)劑，在1100℃條件下焙燒60分鐘，鈣比為2.5，堿比為0.98；?

燒結(jié)過程的主要目的在于將生料中的Al₂O₃盡可能完全地轉(zhuǎn)變成可溶性的鋁酸鈉、氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F酸鈉，而雜質(zhì)SiO2、TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘脑杷徕}和鈦酸鈣。

（3）將熟料粉碎與碳酸鈉水溶液配成固液比為3.0的漿料，放在微波場(chǎng)中進(jìn)行溶出反應(yīng)，過濾，一次溶出后將溶液中的反應(yīng)生成物NaAlO₂取出,濾餅再與8%的碳酸鈉水溶液反應(yīng)進(jìn)行二次溶出，生產(chǎn)的鋁酸鈉進(jìn)入液相，而硅酸二鈣和碳酸鈣等不容物留在殘?jiān)校?/p>

（4）向鋁酸鈉粗液中加入二氧化碳，通氣速度為210ml/min,溫度為100度，反應(yīng)1小時(shí)，經(jīng)過過濾洗滌,干燥后得到氫氧化鋁成品。

（5）將得到的氫氧化鋁在120℃烘干，在1200℃下煅燒60分鐘，即得到氧化鋁，純度為94.5%。

實(shí)施例2

（1）將煤矸在600℃下焙燒，熱解出二氧化硅，用220g/l的氫氧化鈉溶液在90℃條件下攪拌浸出70分鐘，浸出兩次，得到物料；

（2）以碳酸鈉和生石灰作為燒結(jié)劑，在1100℃條件下焙燒60分鐘，鈣比為2.0，堿比為1.0；