[發明專利]一種氧化鋁的制備方法

在審

• 申請號: 201410526545.6
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104229846A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 陳軍超
• 申請（專利權）人: 中國十九冶集團有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 柯海軍

技術領域

本發明涉及一種氧化鋁的制備方法，屬于精細化工領域。

背景技術

粉煤灰的主要成分為三氧化二鋁和二氧化硅，一般粉煤灰中氧化鋁的含量通常在20～35％，因此是較大的硅和鋁的來源。此外，某些來源的粉煤灰含有較高濃度的氧化鐵以及鎵、鍺等稀散、稀缺金屬元素，我國西南地區的坑口電廠以及浙江的某些石煤電廠產生的粉煤灰中還含有較高濃度的鈾或釷。雖然我國很多地區將粉煤灰用于建材，但每年仍有超過1.5億噸新灰存留，放射性超標的粉煤灰目前還沒有消耗的途徑。存留的粉煤灰有嚴重的環境污染風險。

我國粉煤灰的綜合利用率不高，而且應用也主要是粗放型簡單再利用，精細化、高附加值的工業化利用很少。隨著環境保護的壓力越來越大和資源匱乏，我國應加強粉煤灰綜合利用的深度與廣度，推進粉煤灰精細化利用的產業化進程。從粉煤灰中提取有用物質，不僅可以有效減少環境污染，還可以為工業生產提供原料，具有較好的經濟效益和社會效益。，是一種制備氧化鋁，氫氧化鋁的寶貴資源，隨著世界人口的不斷增長，資源日趨緊張，環境也不斷惡化，對工業廢渣中排放量最大粉煤灰進行資源綜合利用，對實現人類的可持續發展，具有十分重要的現實意義和深遠的歷史意義。

總的說來，一方面，由于產生量大，粉煤灰成為我過大宗工業廢物的最大單一來源；另一方面，粉煤灰資源豐富，目前處置粉煤灰的方式是一種嚴重的資源浪費，因為根據粉煤灰的組成不同，可以用來制取白炭黑、氧化鋁、鐵礦粉、鎵、鍺等產品，形成新的循環經濟產業鏈，其中最重要的產品是氧化鋁。但粉煤灰中的氧化鋁以莫來石等礦相存在，難以回收。

目前公開的粉煤灰資源化利用技術，基本上可以總結為以下幾類：(1).石灰石燒結法：即用石灰石為添加劑，和粉煤灰一起焙燒，然后用水或者氫氧化鈉溶液將氧化鋁浸出，例如中國專利CN201110287177.0(公開日期2012-02-15)；(2).堿石灰燒結法：即同時用石灰石和碳酸鈉為添加劑，和粉煤灰一起焙燒，然后用水或者氫氧化鈉溶液將氧化鋁浸出，例如中國專利CN201010573688.4(公開日期2011-03-30)；(3)兩步堿溶法：即先在較低溫度下用氫氧化鈉溶液脫去一部分硅，然后在高溫下用濃氫氧化鈉溶液溶出鋁，如中國專利CN101966999A(公開日期2011-02-09)；(4)預脫硅-堿石灰燒結法，即先用氫氧化鈉溶液于100～140度預脫硅，然后用碳酸鈉-石灰石燒結，用水溶出鋁，如中國專利CN101284668(公開日期2008-10-15)；(5)硫酸銨法，即用硫酸銨為焙燒添加劑，然后用水溶出鋁；(6).酸浸法：將粉煤灰用機械法等作一定的處理，用硫酸或者鹽酸在高溫高壓等條件下直接浸出三氧化二鋁，例如中國專利CN102101689A(公開日期2011-06-22)、中國專利CN102101686A(公開日期2011-06-22)。

已經公開的方法均存在各自的優缺點，如石灰石燒結法和堿石灰燒結法都存在大幅度增加固體廢物量。

因此，尋找一種環境污染小的氧化鋁的生產方法，顯得尤為重要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鋁的制備方法。

本發明氧化鋁的制備方法，包括如下步驟：

a、用碳酸鈉溶液浸取活化粉煤灰中的Al₂O₃，得NaAlO₂溶液；

b、將NaAlO₂溶液濃縮，得到高濃度NaAlO₂溶液，向高濃度NaAlO₂溶液中通入空氣與CO₂的混合氣體或CO₂氣體，至pH為9～11，得沉淀；

c、將沉淀過濾、洗滌、干燥，即得氫氧化鋁；

d、將氫氧化鋁于800～1500℃煅燒，得氧化鋁。

其中，粉煤灰主要成分為SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等，作為優選方案，粉煤灰中Al₂O₃含量為20～35％。

進一步的，所述b步驟高濃度NaAlO₂溶液中NaAlO₂濃度為50～99wt％，優選為60～95wt％，更優選為70～80wt％。