[發明專利]一種預富集粉煤灰中鋁鋰鎵的方法

有效

• 申請號: 201810854464.7
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108950223B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 孫蓓蕾;曾凡桂;劉云霞;賈鵬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發明公開了一種預富集粉煤灰中鋁鋰鎵的方法，涉及對固體廢棄物粉煤灰資源化利用的技術領域；所述預處理方法包括粉煤灰懸浮液配置、磁選、篩分、濃縮、重選、干燥過程；本發明在粉煤灰不進行化學反應的前提下，利用粉煤灰自身磁性、粒度、密度的性質，進行磁選?篩分?重選的聯合分選方法，使進入提取工藝的粉煤灰中鋁、鋰、鎵預富集，條件溫和且操作簡單，顯著提高粉煤灰顆粒中的鋁、鋰、鎵含量，可用于從粉煤灰提取鋁鋰鎵時對粉煤灰預處理的過程，可對鋁鋰鎵元素進行有效預富集。

技術領域

本發明涉及對固體廢棄物粉煤灰資源化利用的技術領域，尤其涉及一種磁選-篩分-重選使粉煤灰中鋁鋰鎵預富集的方法。

背景技術

電廠的煤粉在高溫燃燒的過程中，碳、硫、磷、氮等揮發份大多以氣體的形式排入大氣，儲存在有機碳中的能量轉化為熱能，而無機組分則在經歷了驟熱驟冷的兩次溫度突變之后，熔融、聚合形成粉煤灰粒經過除塵設備分離而被收集，即稱為粉煤灰。粉煤灰作為一種工業固體廢棄物，一種直接用于建筑工程、基礎工程和農業等領域原材料，這種用途的吃灰量較大，但沒有充分發揮粉煤灰的作為二次資源的自身價值。二是將粉煤灰作為一種寶貴的再生資源，針對粉煤灰的具體特點，將粉煤灰按照一定的工藝進行處理，然后從粉煤灰中提取高附加值的產品。粉煤灰中一般富含多種有用的主微量元素，其中鋁是國家戰略性礦產資源，在我國優質鋁土礦的急劇減少導致鋁資源供應緊張；鋰被廣泛用于原子反應堆、新能源電池等，是現代高新科技的支撐；鎵被稱為“電子工業的糧食”。長期以來鋁、鋰、鎵資源的儲備量達不到市場所需，粉煤灰聯合提取鋁、鋰、鎵既可以在很大程度上挖掘這類粉煤灰的潛力，提高其綜合利用水平，又能拓寬產品渠道，增加產值，從而降低每噸氧化鋁的生產成本，增加其在市場上的競爭力，為當地帶來較大的經濟效益。

國外利用粉煤灰提取氧化鋁的研究起步較早，早在20世紀50年代，波蘭克拉科夫礦冶學院格日麥克教授以高鋁煤矸石或高鋁粉煤灰（Al₂O₃>30%）為主要原料，采用石灰石鍛燒法，從中提取氧化鋁并利用其殘渣生產硅酸鹽水泥，取得了一些研究成果，并于1960年在波蘭獲得兩項專利。從粉煤灰中提取氧化鋁的方法按主要添加劑的酸堿性來說可分為酸法，堿法。酸法較有代表性的方法是硫酸浸取法，該方法用一定濃度和體積的H₂SO₄在一定溫度下將粉煤灰進行溶解，Al以Al₂(SO₄)₃的形式從粉煤灰中浸出，加入(NH₄)₂SO₄生成(NH₄)₂AlSO₄12H₂O，最后加熱得到Al₂O₃。堿法具有代表性的方法是拜耳法，用濃NaOH溶液將Al(OH)₃轉化為NaAl(OH)₄，通過稀釋和添加氫氧化鋁晶種使氫氧化鋁析出。關于粉煤灰提取鋰、鎵及聯合協同提取鋁、鋰、鎵的方法亦有研究，專利CN103382531B公開了“一種從高鋁粉煤灰生產氧化鋁工藝母液中富集鎵的方法”，CN102923742和CN102923743分別公開了一種堿法焙燒和酸法焙燒提取鋰的方法，CN107758714A公開了一種粉煤灰中鋁硅鋰鎵聯合法協同提取的方法。

以上所述方法，其中酸法H₂SO₄的大量使用對設備的耐腐蝕性要求較高使得該方案難以產業化，堿法中的NaOH溶液的添加造成能耗過高。因此提高進入提取工藝粉煤灰中鋁鋰鎵的含量，減少進入提取工藝的處理量尤為重要，而目前尚未有高效的預富集方法。