[發(fā)明專利]一種用粉煤灰生產(chǎn)冶金級氧化鋁的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310213862.8
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104176752B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳景龍;薛惠民;王自寬;王少勛;劉曉明;陳金燕;葛海鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用粉煤灰生產(chǎn)冶金級氧化鋁的方法，尤其涉及一種用硫酸氫銨為循環(huán)介質(zhì)生產(chǎn)冶金級氧化鋁的方法。

背景技術(shù)

氧化鋁生產(chǎn)中最主要的礦石資源是鋁土礦，我國鋁土礦資源相對貧乏，按著目前氧化鋁產(chǎn)量的增長速度，即使考慮到遠(yuǎn)景儲量，我國的鋁土礦的保證年限也很短。所以，急需找到替代鋁土礦的資源，以保證我國鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

高溫灼燒后的粉煤灰含有大量的可直接溶于酸或堿的活性礦物，所含主要物質(zhì)有二氧化硅、氧化鋁和氧化鐵等，高鋁粉煤灰中氧化鋁的含量在30％以上。在山西、內(nèi)蒙的一些地區(qū)，粉煤灰中氧化鋁的含量甚至超過50％。隨著煤電工業(yè)的迅速發(fā)展，每年粉煤灰的排放量超過1億噸，但僅有40％左右的被利用，其余大部分堆積廢棄。粉煤灰來源廣、成本低，在資源短缺、環(huán)境污染比較嚴(yán)重的中國，無疑是一個良好的二次資源。近年來，對粉煤灰的綜合利用與處置受到國家、當(dāng)?shù)卣陀嘘P(guān)部門的高度關(guān)注。如何合理有效地把氧化鋁從粉煤灰中提取出來，對粉煤灰的減量化及我國鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

目前，從粉煤灰中提取氧化鋁的方法主要分為三類：堿法、酸法和硫酸銨法。在堿法工藝中，無論是石灰石燒結(jié)法還是堿石灰燒結(jié)法，都存在能耗高、剩渣成倍排放的問題。在酸法工藝中，所形成的鋁鹽-氯化鋁或硫酸鋁要在800℃高溫下長時間煅燒，把酸根-氯化氫或三氧化硫排出，為應(yīng)對高溫下強(qiáng)酸的腐蝕性，對設(shè)備材質(zhì)要求苛刻、投資巨大，且在煅燒過程中能耗大、酸的回收也存在諸多困難。在現(xiàn)有硫酸銨法工藝中，存在焙燒過程中氧化鋁提取率相對低、焙燒時間長等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種用硫酸氫銨為循環(huán)介質(zhì)從粉煤灰提取氧化鋁的方法，包括以下步驟：

步驟1：將粉煤灰磨細(xì)活化；

步驟2：將磨細(xì)后的粉煤灰與硫酸氫銨混合均勻，其中粉煤灰與硫酸氫銨的配料比用粉煤灰中所含氧化鋁和硫酸氫銨的摩爾比表示，所述粉煤灰中所含氧化鋁和硫酸氫銨的摩爾比為Al₂O₃∶NH₄HSO₄＝1∶3～1∶6；

步驟3：混合均勻的物料置于焙燒設(shè)備中焙燒；

步驟4：燒成的熟料，加水后在加壓密閉狀態(tài)下溶出，加水量為熟料質(zhì)量的2～6倍；

步驟5：過濾步驟4制成的溶液，分別收集濾渣和濾液；

步驟6：向步驟5中的濾液中加入氨水，得粗Al(OH)₃沉淀；

步驟7：洗滌過濾步驟6中產(chǎn)物，洗滌液為硫酸銨溶液，該溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、熱解脫氨生成硫酸氫銨返回焙燒工序，其中熱解脫氨溫度范圍為220～400℃；

步驟8：對粗Al(OH)₃經(jīng)堿溶除雜、碳分或種分及煅燒工序制得冶金級氧化鋁產(chǎn)品。

本發(fā)明的方法，基于以下化學(xué)原理：

焙燒反應(yīng)：

Al₂O₃+4NH₄HSO₄＝2NH₄Al(SO₄)₂+2NH₃↑+3H₂O↑

Al₂O₃+3NH₄HSO₄＝Al₂(SO₄)₃+3NH₃↑+3H₂O↑

氨解反應(yīng)：

NH₄Al(SO₄)₂+3NH₃+3H₂O＝Al(OH)₃+2(NH₄)₂SO₄

Al₂(SO₄)₃+6NH₃+6H₂O＝2Al(OH)₃+3(NH₄)₂SO₄

熱解脫氨反應(yīng)：

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

上述方法中，所述步驟1的粉煤灰磨細(xì)粒度為100目～400目。