[發明專利]粉煤灰燒結活化-酸浸法制備富鋁浸出液的方法

在審

• 申請號: 202110295357.7
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113061733A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 張夢露;李愛民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B1/02;C22B21/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

粉煤灰燒結活化?酸浸法制備富鋁浸出液的方法，屬于粉煤灰綜合利用領域。該方法包括：(1)將粉煤灰球磨，篩分后取200目以下粉煤灰待用；(2)將粉煤灰與氫氧化鈉混合，并進行球磨；(3)球磨后的混合物放入焚燒爐中，在設定溫度條件下燒結；(4)酸洗池中配置H₂SO₄溶液，以液固比為20：1來投加燒結產物，并于80℃條件下停留2h；(5)將酸浸后的體系輸入過濾機進行固液分離，收集浸出酸液并測試鋁離子濃度，計算浸出效率；(6)收集濾餅，置于水洗槽中，水洗后再過濾最后進行綜合利用。本發明從燒結活化粉煤灰中浸出鋁，流程較為簡單，技術要求不高，且能保持較高浸出效率及降低燒結成本等特點。

技術領域

本發明屬于粉煤灰綜合利用領域，具體涉及從燒結活化粉煤灰中浸出鋁的方法。

背景技術

隨著國家的不斷發展，能源需求巨大，而我國存在富煤、貧油、少氣能源現狀，因此煤炭仍作為主要的能量來源。由燃煤電廠產生的粉煤灰成為工業固體廢棄物最大單一污染源。

在工業中鋁是重要金屬元素，鋁及其合金具有優異的性能。與鋁土礦相比粉煤灰中氧化鋁含量偏低，但是因其產量較大，且生產較為集中，因此粉煤灰較為適合大規模綜合利用，提取有價元素。

荷蘭研究人員Grzymek等率先提出從粉煤灰中回收鋁的技術，他們利用氧化鋁含量超過30％的粉煤灰燒結后成功提取鋁，同時利用提鋁廢渣制備水泥。我國的粉煤灰提鋁研究萌芽就相對較晚。從20世紀80年代開始，在借鑒低品位鋁土礦提鋁經驗的基礎上，我國開始不斷探索利用粉煤灰提取氧化鋁的新技術，主要方法有燒結、酸浸和堿浸法等。

1.燒結法

根據燒結介質，燒結法分為石灰燒結法、堿石灰燒結法、碳酸鈉燒結法、硫酸銨鹽燒結、氟化物燒結等，原理為燒結過程中粉煤灰中的莫來石的結構被破壞而形成易溶于酸的鹽類物質，通過酸浸、除雜、碳化、煅燒等就能夠得到氧化鋁。對于石灰及堿石灰燒結法，一般在大于1300℃的條件下將粉煤灰與石灰混合燒結以生成具有可溶性的鋁酸鈣和不可溶解的硅酸二鈣，以達到硅鋁分離的目的，但是石灰燒結法的燒結溫度較高，能耗較高且廢渣產量較大，容易出現廢渣的二次污染。碳酸鈉時近年來使用較多的燒結助劑，與石灰燒結法相比，使用碳酸鈉燒結時燒結溫度相對較低，一般在850℃以上。Wang等[WANG R C,CZHAI Y,WU X W,NING Z P,MA P H.Extraction of alumina from fly ash by ammoniumhydrogen sulfate roasting technology[J].Transactions of Nonferrous MetalsSociety of China,2014,24(05):1596-1603.]利用硫酸氫銨為燒結助劑，當其與粉煤灰質量比為8:1，燒結溫度400℃，鋁浸出率能達到90.11％，但工藝流程較長、操作繁雜、燒結過程中熔融結圈、硫酸銨鹽用量極大、硫酸鋁銨蒸發困難，過程中廢液不能實現有效回用，且實際溶出濃度不一定高，可能存在產品成本偏高問題。

2.酸浸法