CN102515227B - 基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法。从粉煤灰中提取氧化铝常用的方法工艺流程长、单炉焙烧、未充分考虑杂质的去除。本发明对粉煤灰超细粉磨;然后进行浓硫酸溶出,得到含有硫酸铝的浆料;固液分离后得硫酸铝溶液;通过联合除杂法去除溶液中的杂质离子;再将硫酸铝精液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体;经两段式组合流态化焙烧得到氧化铝;烟气中的三氧化硫回收形成硫酸循环使用。本发明的粉磨工艺能将粉煤灰超细粉磨,进一步降低了粉煤灰的细度,有效提高了后续溶出的反应效率;其联合除杂法去除硫酸铝溶液中的杂质离子,工艺简单,除杂效率高;两段式组合流态化焙烧工艺耗能少,焙烧后的三氧化硫回收循环利用,降低了成本。

Description

基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法
技术领域
[0001] 本发明属于粉煤灰处理技术领域,具体涉及一种基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法。
背景技术
[0002] 粉煤灰是煤炭燃烧产生的一种固体废弃物,占煤炭量的10-40%。目前我国火力发电厂和其它燃煤锅炉每年排放的粉煤灰高达3.3亿吨,主要应用于建材生产、建筑工程、筑路、肥料生产、改良土壤和回填等。由于市场需求饱和以及粉煤灰活性等原因,我国粉煤灰每年均有I亿吨的积存,截止2008年,我国粉煤灰累计堆积超过27亿吨。巨量的粉煤灰的产生,既对空气、土壤和水资源造成污染,又占用有限的空地(包括耕地),严重影响人民的生活环境,因此对于煤炭的清洁利用,对粉煤灰的无害化处理成为我国能源战略的重要内容之一。
[0003] 我国氧化铝工业近年来发展迅速,2006年产量跃居世界第一位,2008年产量占世界总产量的27.36%。氧化铝目前主要由铝土富矿通过拜耳法生产,然而我国铝土矿资源仅占世界总储量的3.12%,且大部分品位较低,因此我国目前主要通过大量进口铝土矿来维持氧化铝工业的发展,铝土矿进口量从2004年的88万吨迅猛增长到2008年的2579万吨。寻找铝土矿的替代资源在我国势在必行。我国粉煤灰中氧化铝平均含量为27%,部分地区高达50%,是十分重要的铝资源。开发粉煤灰制备氧化铝技术,不仅能够有效解决粉煤灰的占用耕地和环境污染问题,也能够解决我国氧化铝生产原料匿乏的困境,具有极大的环境和经济意义。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种有效提高氧化铝溶出率、并去除残余杂质离子的基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是:
[0006] 基于粉磨酸浸工艺从 粉煤灰中提取氧化铝的方法,其特征在于:
[0007] 由以下步骤实现:
[0008] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨;
[0009] 步骤二:将粉磨后的粉煤灰浸入浓硫酸中,溶出,得到含有硫酸铝的浆料;
[0010] 步骤三:将含有硫酸铝的浆料经固液分离后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为59^100%的草酸或柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,从而除去了钙、镁、铁离子;
[0011] 步骤四:将去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用40~60°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为5~25%的溶液,并注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂离子通过膜孔向外快速渗出而被除去;
[0012] 或在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为45%_55%的P204萃取液,萃取,深度去除钙、镁、铁离子;
[0013] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,进行两段式流态化焙烧得到氧化招、三氧化硫和水。
[0014] 步骤一中机械超细粉磨的具体工艺过程为:
[0015] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70%~80% ;
[0016] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0017] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到粉磨设定的粒度分布即2~10微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0018] 步骤二中,粉煤灰与浓硫酸的质量比为1:2~11,溶出温度为80°C~200°C,时间0.5~2小时,浓硫酸的质量分数为90%~98%。
[0019] 步骤四中,P204萃取液由P204溶于丙酮或乙醇得到。
[0020] 步骤四中,萃取的温度控制在75~85°C,萃取时间为80~100分钟。
[0021] 步骤五中,硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C,出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。
[0022] 步骤五中,两段式流态化焙烧的高温焙烧段产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0023] 本发明具有以下优点:
[0024] 本发明采用的粉磨工艺方法能将粉煤灰进行超细粉磨,进一步降低了粉煤灰原料的细度,有效提高了后续溶出反应的反应效率;采用的沉淀法联合膜法或萃取法去除硫酸铝酸浸液中的杂质离子,工艺简单,除杂效率高;采用两段式组合流态化焙烧方式可以降低系统能耗,对焙烧后得到的三氧化硫进行回收利用,制备浓硫酸再次用于酸浸反应,有效降低了成本。
附图说明
[0025] 图1为本发明的方法流程图。
[0026] 图2为本发明机械粉磨流程图。
[0027] 图3为本发明硫酸铝晶体的焙烧流程图。
具体实施方式
[0028] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
[0029] 本发明所述的提取氧化铝的方法采用粉磨工艺对粉煤灰原料进行粉磨预处理,进一步降低粉煤灰的细度,以提高后续溶出反应的反应效率。见图2,将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70%~80%,搅拌直至粉煤灰浆料稳定均一。将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备粉磨活化,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,不同的粉磨缸采用不同的粉磨介质配比,以提高超细粉磨效率,在超细粉磨过程中在不同的缓储缸依照浆料粘度变化定量滴加分散剂,提高粉磨效率并防止浆料颗粒的团聚,定量滴加的分散剂量为1%。(粉煤灰的质量百分比)。超细加工后的浆料经200目旋振筛,目的是筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布,进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥,可以使干燥后的粒度分布与粉磨浆料的粒度分布保持一致,并保证物料含水率低于0.5%,如果浆料检测未能达到机械激活设定的粒度分布。不合格浆料用隔膜泵送入缓储缸继续超细粉磨。分散剂采用聚丙烯,主要作用加入分散剂的目的,在于稳定浆料分散体系提高颗粒斥力,降低颗粒间引力,防止超细过程颗粒的团聚,增加浆料的可泵性,提高固含量粉磨效率及产量。且后续工艺易于除去,因此分散剂选用聚丙烯。
[0030] 溶出反应是基于以下反应实现的:
[0031 ] Al2O3 + 3 H2 SO4 = Al2(SO4)3 + 3H20
[0032] 反应后酸渣分离即可得到硫酸铝酸浸液。但因为提取过程中并没有采取磁选等步骤实现除铁等杂质目的,其他杂质如钾、钠、钙、镁和锂等离子也因酸浸同铝离子一同溶出,因此,硫酸铝酸浸液中会含有金属杂质,影响最终产物氧化铝的纯度,本发明采用两种方法进行金属杂质去除:
[0033] 1、沉淀法联合膜法去除杂质:
[0034] (I)含有硫酸 铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为59TlOO%的草酸或柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁等杂质离子;
[0035] (2)将去除钙、镁、铁杂质离子的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用40~60°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为5~25%的溶液,注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂等离子通过膜孔向外快速渗出而被除去,膜可采用了聚乙烯醇、磺化聚苯乙烯、聚酰胺、醋酸纤维素等多种材质滤膜。
[0036] 2、沉淀法联合萃取法去除杂质:
[0037] (I)含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为59TlOO%的草酸或柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子;
[0038] (2)萃取法去除金属离子。目前萃取剂常选用磷酸酯类、胺类、脂肪酸类等。在萃取分离中,酸性磷酸酯是一种更为适合的工业萃取剂,这类萃取剂对金属有极好的萃取效果,可达到深度除杂质的目的,反萃取性能较好。萃取剂可以通过回收重复使用,如Ρ204,SP二(2-乙基己基)磷酸酯,就是在核燃料(铀)提取、稀土元素分离和有色金属萃取中获得广泛应用的工业萃取剂,其不溶于水,而溶于丙酮、乙醇等有机溶剂。萃取金属离子的过程可以认为是阳离子交换过程。Ρ204萃取液中的H+和溶液中的金属离子发生交换,溶液中的金属离子进入有机相,Ρ204中的H+进入水溶液。溶液中的金属离子与有机相结合成稳定的螯合物,通过两相分层,液-液分离达到除去溶液中金属杂质的目的。反应式如下:
[0039] Me3+ + 3HR—MeR3 + 3Η.[0040] 从上式可以看出,Ρ204萃取金属离子时电离出H+,故当采用低浓度的酸溶液时,有利于金属离子的萃取。[0041] 去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液经结晶、焙烧便可得到最终产品氧化铝。见图3,将含水率为6%~15%的物料颗粒通过料仓及专用物料给料装置进入低温流态化焙烧系统进行低温焙烧以脱除颗粒表面的全部水分及结晶水。在低温流态化焙烧系统内,环境空气经第一助燃风机增压后经过燃烧加热后送入低温流态化焙烧炉风室,当预热空气所含热量不足以满足物料升温脱水的过程中需要吸收大量的热能时,启动低温焙烧流化床燃烧器喷入燃料,为干燥过程提供补燃热源,供物料热分解。物料被床内部的热烟气流化而脱水干燥,逐渐转化为熟料颗粒。低温焙烧流化床本体采用沸腾鼓泡床设计以减少物料的扬析量。低温焙烧流化床本体运行温度维持在200~350°C。出低温焙烧流化床温度260°C左右并含有粉尘的低温干燥尾气,主要成分是H2O和少量SO3,从低温焙烧流化床本体顶部进入飞灰分离系统的第一旋风分离器,烟气中携带出的小粒径颗粒被分离出来,通过第一回料装置回送至低温焙烧流化床本体下部密相区内继续焙烧干燥;出第一旋风分离器过滤后的尾气可以直接进入烟气处理系统。
[0042] 出低温焙烧流化床的粉料通过重力作用进入第一物料贮罐,随后物料经过第一物料贮罐下部的气相输送装置被连续从下部排料管进入高温流态化焙烧系统。粉料在高温流态化焙烧系统进一步焙烧后成为合格产品。在高温焙烧系统内,流化空气进行燃烧加热,从流化床下的水冷布风板进入炉膛对物料形成流态化。高温循环流化床本体运行温度维持在750~1050°C。循环流化床燃烧器喷入燃料为焙烧过程提供热源。高物料浓度的高温焙烧烟气从高温循环流化床本体顶部进入第二旋风分离器,主要成分是SO3和H20。采用第二旋风分离器将烟气中携带出的大量粉尘通过第二回料装置回送至高温循环流化床本体下部,进一步回收细小粉尘颗粒,焙烧烟气经过降温后进入酸回收系统,形成硫酸循环利用。
[0043] 焙烧合格的熟料排入多级沸腾冷却床进行冷却,同时将燃烧空气预热,预热后的助燃空气温度为150°C,送回低温流态化焙烧系统充分利用热量。多级错流沸腾冷却床内部设置有直立隔墙,限制物料的返混,建立逆流换热的布局。高温熟料进入多级沸腾冷却床后,由左向右运动;环境空气经冷却风机增压后送入多级错流沸腾冷却床作为流化介质,由下而上,构成气固错流,并形成固体物料的多级冷却,提高了冷却效果。自多级错流沸腾冷却床冷却后的成料排料温度为80°C。
[0044] 具体实现步骤如下:
[0045] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0046] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70%~80% ;
[0047] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0048] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即2~10微米,则进入干燥设备干燥, 干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0049] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为90%~98%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1 '2~11,溶出温度为80°C~200°C,时间0.5~2小时,得到含有硫Ife招的衆料。[0050] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为59TlOO%的草酸或柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0051] 步骤四:将去除钙、镁、铁离子的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用40~60°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为5~25%的溶液,注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂等离子通过膜孔向外快速渗出,从而深度去除杂质离子;
[0052] 或在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为45%_55%的P204萃取液,萃取,深度去除钙、镁、铁离子,P204萃取液由P204溶于丙酮或乙醇得到,萃取的温度控制在75~85°C,萃取时间为80~100分钟。
[0053] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0054] 实施例一:
[0055] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0056] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70% ;
[0057] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0058] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即2微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0059] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为90%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1:2,溶出温度为80°C,时间2小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0060] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为5%的草酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0061] 步骤四:将去除钙、镁、铁离子的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用40°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为5%的溶液,注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂离子通过膜孔向外快速渗出,从而深度去除杂质尚子。
[0062] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。[0063] 实施例二:
[0064] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0065] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为75% ;
[0066] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0067] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即5微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0068] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为95%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1:6,溶出温度为140°C,时间I小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0069] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为50%的草酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0070] 步骤四:将去除钙、镁、铁离子的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用50°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为15%的溶液,注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂等离子通过膜孔向外快速渗出,从而深度去除杂质离子。
[0071] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0072] 实施例三:
[0073] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0074] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为80% ;
[0075] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0076] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即10微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0077] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为98%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1: 11,溶出温度为200°C,时间0.5小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0078] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为100%的柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0079] 步骤四:将去除钙、镁、铁离子的硫酸铝酸浸液加入搅拌罐中,然后用60°C的纯净水将硫酸铝溶液调制成质量分数为25%的溶液,注入到透过膜装置中,溶液高速流动产生压力,使膜通道内外两侧形成压差,部分水及钾、钠和锂等离子通过膜孔向外快速渗出,从而深度去除杂质离子。
[0080] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0081] 实施例四:
[0082] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0083] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70% ;
[0084] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0085] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即2微米,则进入干燥设备干燥,干燥 设备采用强力粉碎干燥。
[0086] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为90%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1:2,溶出温度为80°C,时间2小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0087] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为5%的草酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0088] 步骤四:在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为45%的P204萃取液,萃取,深度去除钙、镁、铁离子,P204萃取液由P204溶于丙酮得到,萃取的温度控制在75°C,萃取时间为100分钟。
[0089] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0090] 实施例五:
[0091] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0092] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为75% ;
[0093] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;[0094] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即5微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0095] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为95%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1:6,溶出温度为140°C,时间I小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0096] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为50%的草酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。[0097] 步骤四:在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为50%的P204萃取液,萃取,深度去除钙、镁、铁离子,P204萃取液由P204溶于丙酮得到,萃取的温度控制在80°C,萃取时间为90分钟。
[0098] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。
[0099] 实施例六:
[0100] 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,机械超细粉磨的具体过程为:
[0101] a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为80% ;
[0102] b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的1%。;
[0103] C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到机械激活设定的粒度分布即10微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥。
[0104] 步骤二:将磨细后的粉煤灰浸入质量分数为98%浓硫酸中,溶出,粉煤灰与浓硫酸的质量体积比为1: 11,溶出温度为200°C,时间0.5小时,得到含有硫酸铝的浆料。
[0105] 步骤三:含有硫酸铝的浆料经过滤除杂后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为100%的柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,除去钙、镁、铁离子。
[0106] 步骤四:在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为55%的P204萃取液,萃取,深度去除钙、镁、铁离子,P204萃取液由P204溶于乙醇得到,萃取的温度控制在85 °C,萃取时间为80分钟。
[0107] 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,焙烧得到氧化铝、三氧化硫和水。硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~350°C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C。出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。焙烧产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫酸。

Claims (4)

1.基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法,其特征在于: 由以下步骤实现: 步骤一:对粉煤灰原料进行机械超细粉磨,粉磨设定的粒度分布为2~10微米: a、将聚丙烯分散剂水溶液添加到325目粉煤灰中得到粉煤灰浆料,聚丙烯分散剂与粉煤灰的质量比为2:1000,粉煤灰浆料的浓度为70%~80% ; b、将粉煤灰浆料通过隔膜泵送入超细粉磨设备进行粉磨,粉磨介质采用95氧化钇稳定氧化锆珠,装填量为粉磨缸体容积的80%,在超细粉磨过程中滴加聚丙烯分散剂添加量为粉煤灰的质量的I %。; C、超细加工后的浆料经200目旋振筛,筛出超细粉磨时可能破碎的粉磨介质,用激光粒度检测仪检测浆料的粒度分布,如达到粉磨设定的粒度分布即2~10微米,则进入干燥设备干燥,干燥设备采用强力粉碎干燥; 步骤二:将粉磨后的粉煤灰浸入浓硫酸中,溶出,得到含有硫酸铝的浆料; 步骤三:将含有硫酸铝的浆料经固液分离后得到硫酸铝酸浸液,加入质量分数为59^100%的草酸或柠檬酸,沉淀过滤分离固体沉淀,从而除去了钙、镁、铁离子; 步骤四:在去除钙、镁、铁杂质的硫酸铝酸浸液中加入质量分数为45%-55%的P204萃取液,P204萃取液由P 204溶于丙酮或乙醇得到,萃取的温度控制在75~85°C,萃取时间为80~100分钟,深度去除钙、镁、铁离子; 步骤五:将去除了杂质离子的硫酸铝酸浸液蒸发浓缩,析出硫酸铝晶体,进行两段式流态化焙烧得到氧化招、三氧化硫和水。
2.根据权利要求1所述的基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法,其特征在于: 步骤二中,粉煤灰与浓硫酸的质量比为I '2~11,溶出温度为80°C~200°C,时间0.5~2小时,浓硫酸的质量分数为90%~98%。
3.根据权利要求1所述的基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法,其特征在于: 步骤五中,硫酸铝晶体的焙烧采用两段式流态化焙烧方式,硫酸铝晶体首先在200~3500C的低温焙烧流化床焙烧,出低温焙烧流化床的粉料经过密相气力输送被连续送入高温循环流化床完成二次焙烧,焙烧温度在750~1050°C,出高温循环流化床焙烧后的熟料连续排入多级沸腾冷却床进行冷却得到最终产品。
4.根据权利要求1所述的基于粉磨酸浸工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法,其特征在于: 步骤五中,两段式流态化焙烧的高温焙烧段产物中的三氧化硫可用来制备步骤二中的硫fe。
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