CN101302021A - 一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其步骤如下：先将粉煤灰进行除铁处理，将除铁后的粉煤灰与氢氧化钠和氧化钙混合，在650～850℃烧结20～60分钟，得到粉煤灰的烧结熟料；再将粉煤灰烧结后的熟料在氢氧化钠的稀碱液中溶出5～20分钟，过滤除去钙硅渣，得到铝酸钠溶液；最后加盐酸和动物胶生成的硅酸凝聚，过滤脱去硅渣，得较纯氯化铝溶液，再用氨水中和氯化铝溶液得氢氧化铝沉淀，经滤煅烧就得到氧化铝产品。本发明具有烧结温度低、能耗低、粉煤灰中氧化铝提取率高、过程废弃物可以实现零排放的工艺特点，过程工艺简单，投资小，成本低，产品附加值高，是一种很有实用价值和前景的粉煤灰综合利用产业化方法。
Description
技术领域
本发明属于冶金材料的生产方法，具体来说是一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法。
背景技术
粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排出的一种工业废渣，是目前世界上排放量最大的工业固体废弃物之一，不仅严重污染环境，危害人类健康，阻碍社会经济发展，而且还占用大量土地。不过粉煤灰又是可以开发的资源，粉煤灰中一般含有15％～55％的氧化铝，如果能合理地加以利用，将是一种很好的氧化铝资源。由于我国目前粉煤灰排放量巨大，其中高铝粉煤灰占有相当的比重。所以在我国开展对高铝粉煤灰提取氧化铝技术的研究，具有相当的实际应用和推广的价值和潜力。将粉煤灰作为提取氧化铝的一种后备资源，对氧化铝工业的持续发展和提高粉煤灰的综合利用价值都具有重要意义。
目前氧化铝主要从铝土矿中提取，但由于我国铝土矿资源比较匮乏，其储量仅为世界铝土矿总资源量的1.5％。就目前已知的铝土矿的资源量，按目前氧化铝产量的增长速度，即使考虑到远景储量，我国的铝土矿的保证年限也很难达到50年。因此，开发利用其它含铝原料提取氧化铝的工艺和方法就成为当前重大课题。粉煤灰中一般含有15％～55％的氧化铝，如果能很好的加以利用，将是一种很好的氧化铝资源。
目前，从粉煤灰中提取氧化铝的方法主要有酸溶沉淀法、酸碱联合法、氟氨助溶法、石灰石烧结法和碱石灰烧结法等几种。酸溶沉淀法、酸碱联合法主要存在的问题是酸耗或碱耗太大，氟氨助溶法提取氧化铝的过程中会生成有毒的强挥发性氟化氢气体。另外，利用酸溶沉淀法、酸碱联合法、氟氨助溶法提取粉煤灰中的氧化铝时，粉煤灰中含铁、钙、镁的物质也不可避免地进入溶液，造成了铁、钙、镁与铝的分离困难。碱石灰烧结法和石灰石烧结法存在的主要缺点是烧结温度很高，能耗太大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，它采用了较低的烧结温度，避免了高酸耗、碱耗以及有毒气体的危害，同时提高粉煤灰的综合利用率，将粉煤灰作为氧化铝的一种后备资源，并减少了环境污染。
为了解决上述问题，本发明提供一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其提取步骤如下：
(1)将含氧化铝的粉煤灰进行除铁处理，将除铁后的粉煤灰与氢氧化钠和氧化钙混合，在650～850℃烧结20～60分钟，得到粉煤灰的烧结熟料；
(2)再将粉煤灰烧结后的熟料在氢氧化钠的稀碱液中溶出5～20分钟，过滤除去钙硅渣，得到铝酸钠溶液；
(3)最后在盐酸调节溶液pH＜1，再加入1％的动物胶使生成的硅酸凝聚，过滤脱去硅渣，得较纯氯化铝溶液，用体积比1∶1氨水中和氯化铝溶液得氢氧化铝沉淀，氢氧化铝经过滤煅烧就得到氧化铝产品。
粉煤灰与氢氧化钠和氧化钙混合，其中氧化钠与粉煤灰中含有的氧化铝的摩尔比为3～1∶1，氧化钙与粉煤灰中含有的二氧化硅的摩尔比为2～0.2∶1。
溶出所用氢氧化钠的浓度为60～100g/L，溶出的温度为80～120℃。
溶出过程的液固比控制为7～3.5∶1。
与现有技术相比，本发明具有烧结温度低、能耗低、粉煤灰中氧化铝提取率高、过程废弃物可以实现零排放的工艺特点，过程工艺简单，投资小，成本低，产品附加值高，是一种很有实用价值和前景的粉煤灰综合利用产业化方法。
具体实施方式
实施例：取经磁选除铁后含氧化铝30.10％、氧化铁4.70％、二氧化硅46.11％的粉煤灰10g，加入氢氧化钠5.19g和氧化钙2.15g，于700℃条件下烧结0.5小时，得到烧结熟料。
烧结熟料于浓度80g/L、温度为100℃的氢氧化钠溶液中溶出10分钟，控制溶出过程的液固比为5∶1，经过滤得钙硅渣和铝酸钠溶液，钙硅渣经浓度为0.2mol/L、温度100℃的稀氢氧化钠溶液洗涤5次，温度100℃的水洗涤4次得到最终的铝酸钠溶液和钙硅渣。钙硅渣可以用于生产水泥。
经过烧结、溶出过程后，粉煤灰氧化铝的提取率为87.03％，94.69％Na2O进入溶液成为循环碱。
将铝酸钠溶液用体积比1∶1盐酸调节溶液pH＜1，再加入1％的动物胶使生成的硅酸凝聚，过滤脱去硅渣，得较纯氯化铝溶液，再用体积比1∶1氨水中和沉淀的氢氧化铝，经过滤后在1000℃温度下煅烧氢氧化铝得2.67g冶金六级氧化铝产品。剩余滤液经苛化、蒸发可以重新使用，蒸发的水可用于钙硅渣的洗涤或其他调浆用水。
Claims (4)
1.一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其提取步骤如下：
(1)将含氧化铝的粉煤灰进行除铁处理，将除铁后的粉煤灰与氢氧化钠和氧化钙混合，在650～850℃烧结20～60分钟，得到粉煤灰的烧结熟料；
(2)再将粉煤灰烧结后的熟料在氢氧化钠的稀碱液中溶出5～20分钟，过滤除去钙硅渣，得到铝酸钠溶液；
(3)最后在盐酸调节溶液pH＜1，再加入1％的动物胶使生成的硅酸凝聚，过滤脱去硅渣，得较纯氯化铝溶液，用体积比为1∶1氨水中和氯化铝溶液得氢氧化铝沉淀，氢氧化铝经过滤煅烧就得到氧化铝产品。
2.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其特征在于：粉煤灰与氢氧化钠和氧化钙混合，其中氧化钠与粉煤灰中含有的氧化铝的摩尔比为3～1∶1，氧化钙与粉煤灰中含有的二氧化硅的摩尔比为2～0.2∶1。
3.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其特征在于：溶出所用氢氧化钠的浓度为60～100g/L，溶出的温度为80～120℃。
4.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其特征在于：溶出过程的液固比控制为7～3.5∶1。
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