CN108950223B - 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法 - Google Patents

一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108950223B
CN108950223B CN201810854464.7A CN201810854464A CN108950223B CN 108950223 B CN108950223 B CN 108950223B CN 201810854464 A CN201810854464 A CN 201810854464A CN 108950223 B CN108950223 B CN 108950223B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flyash
gallium
preenrichment
aluminium
suspension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810854464.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108950223A (zh
Inventor
孙蓓蕾
曾凡桂
刘云霞
贾鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201810854464.7A priority Critical patent/CN108950223B/zh
Publication of CN108950223A publication Critical patent/CN108950223A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108950223B publication Critical patent/CN108950223B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/005—Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，涉及对固体废弃物粉煤灰资源化利用的技术领域；所述预处理方法包括粉煤灰悬浮液配置、磁选、筛分、浓缩、重选、干燥过程；本发明在粉煤灰不进行化学反应的前提下，利用粉煤灰自身磁性、粒度、密度的性质，进行磁选‑筛分‑重选的联合分选方法，使进入提取工艺的粉煤灰中铝、锂、镓预富集，条件温和且操作简单，显著提高粉煤灰颗粒中的铝、锂、镓含量，可用于从粉煤灰提取铝锂镓时对粉煤灰预处理的过程，可对铝锂镓元素进行有效预富集。

Description

一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法
技术领域
本发明涉及对固体废弃物粉煤灰资源化利用的技术领域，尤其涉及一种磁选-筛分-重选使粉煤灰中铝锂镓预富集的方法。
背景技术
电厂的煤粉在高温燃烧的过程中，碳、硫、磷、氮等挥发份大多以气体的形式排入大气，储存在有机碳中的能量转化为热能，而无机组分则在经历了骤热骤冷的两次温度突变之后，熔融、聚合形成粉煤灰粒经过除尘设备分离而被收集，即称为粉煤灰。粉煤灰作为一种工业固体废弃物，一种直接用于建筑工程、基础工程和农业等领域原材料，这种用途的吃灰量较大，但没有充分发挥粉煤灰的作为二次资源的自身价值。二是将粉煤灰作为一种宝贵的再生资源，针对粉煤灰的具体特点，将粉煤灰按照一定的工艺进行处理，然后从粉煤灰中提取高附加值的产品。粉煤灰中一般富含多种有用的主微量元素，其中铝是国家战略性矿产资源，在我国优质铝土矿的急剧减少导致铝资源供应紧张；锂被广泛用于原子反应堆、新能源电池等，是现代高新科技的支撑；镓被称为“电子工业的粮食”。长期以来铝、锂、镓资源的储备量达不到市场所需，粉煤灰联合提取铝、锂、镓既可以在很大程度上挖掘这类粉煤灰的潜力，提高其综合利用水平，又能拓宽产品渠道，增加产值，从而降低每吨氧化铝的生产成本，增加其在市场上的竞争力，为当地带来较大的经济效益。
国外利用粉煤灰提取氧化铝的研究起步较早，早在20世纪50年代，波兰克拉科夫矿冶学院格日麦克教授以高铝煤矸石或高铝粉煤灰（Al2O3>30%）为主要原料，采用石灰石锻烧法，从中提取氧化铝并利用其残渣生产硅酸盐水泥，取得了一些研究成果，并于1960年在波兰获得两项专利。从粉煤灰中提取氧化铝的方法按主要添加剂的酸碱性来说可分为酸法，碱法。酸法较有代表性的方法是硫酸浸取法，该方法用一定浓度和体积的H2SO4在一定温度下将粉煤灰进行溶解，Al以Al2(SO4)3的形式从粉煤灰中浸出，加入(NH4)2SO4生成(NH4)2AlSO412H2O，最后加热得到Al2O3。碱法具有代表性的方法是拜耳法，用浓NaOH溶液将Al(OH)3转化为NaAl(OH)4，通过稀释和添加氢氧化铝晶种使氢氧化铝析出。关于粉煤灰提取锂、镓及联合协同提取铝、锂、镓的方法亦有研究，专利CN103382531B公开了“一种从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓的方法”，CN102923742和CN102923743分别公开了一种碱法焙烧和酸法焙烧提取锂的方法，CN107758714A公开了一种粉煤灰中铝硅锂镓联合法协同提取的方法。
以上所述方法，其中酸法H2SO4的大量使用对设备的耐腐蚀性要求较高使得该方案难以产业化，碱法中的NaOH溶液的添加造成能耗过高。因此提高进入提取工艺粉煤灰中铝锂镓的含量，减少进入提取工艺的处理量尤为重要，而目前尚未有高效的预富集方法。
综合前期试验结果及已文献调研得粉煤灰不同组分元素分布规律：粉煤灰磁性体主要化学成分为三氧化二铁，通常不含有铝、锂、镓元素；煤粉炉粉煤灰粒径小的颗粒具有较高的铝含量与锂含量，而循环流化床粉煤灰粒径大的颗粒含有较高的铝含量与锂含量，镓在不同粒径的煤粉炉粉煤灰及循环流化床粉煤灰颗粒中分布比较均匀；铝、锂、镓具有无机亲和性，通常在高密度级颗粒中富集。通过磁选筛分出磁性体，筛分出含有较高含量的铝、锂、镓粒径的颗粒，最后进行重选选取密度大的粉煤灰颗粒，这种方法在对粉煤灰不进行化学反应的前提下，利用粉煤灰磁性、粒度、密度的性质，进行磁选-筛分-重选的联合分选方法，可以达到使进入提取工艺的粉煤灰中铝、锂、镓预富集的效果。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，提供一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，在粉煤灰不进行化学反应的前提下，利用粉煤灰自身磁性、粒度、密度的性质，进行磁选-筛分-重选的联合分选方法，使进入提取工艺的粉煤灰中铝、锂、镓预富集。减少了进入提取工艺的粉煤灰处理量，同时提高了进入提取工艺的粉煤灰中铝锂镓元素含量。
一种磁选-筛分-重选使粉煤灰中铝锂镓预富集的方法包括以下步骤：
a） 粉煤灰悬浮液配置：将粉煤灰与水混合配置成悬浮液。
b）磁选：将磁铁包裹后放入所述的悬浮液中，剧烈搅拌，将所述悬浮液中的磁性颗粒分离，得到不含磁性物质的悬浮液。
c）筛分：将所述的不含磁性物质的悬浮液进行湿筛，收集粒径为0-106 μm的颗粒。
d）浓缩：将所述的筛分物进行浓缩，并沉淀得到沉淀物。
e）重选：将所述的沉淀物与重液混合后置于离心机中离心分离得到重选所得的沉物。
f）干燥：将所述沉物干燥后作为元素提取铝锂镓的原材料。
优选的，所述的悬浮液固液体积比为1：3-5，以达到粉煤灰颗粒均匀分散的效果。
优选的，所述的剧烈搅拌的搅拌转速为600-800 r/min，达到平稳剧烈搅拌不使悬浮液溅出。
优选的，所述重液为三溴甲烷与四氯化碳的混合溶液或者三溴甲烷与乙醇的混合溶液。
优选的，所述的重液密度范围为1.9-2.5 g/cm3。其中，对于煤粉炉粉煤灰的重选重液密度范围为2.2-2.5 g/cm3，对于循环流化床粉煤灰重液密度范围为1.9-2.2 g/cm3。
优选的，所述离心分离转速为2000-3000 r/min，离心时间为15-20 min。
优选的，所述干燥温度为55-60 ℃。
本发明根据粉煤灰不同磁性、粒度、密度颗粒中铝、锂镓含量的分布规律，提出先磁选、再筛分、最后重选的预富集处理流程，同时针对煤粉炉粉煤灰与循环流化床粉煤灰选取不同的筛分粒度范围、重选密度范围。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
1）本发明增加磁选预处理工艺，分选出铝、锂、镓含量极低的磁性体，降低后续工艺处理量。同时手持磁铁易于得到，加入搅拌的湿法磁选工艺使得磁性体的分离更为高效。
2）本发明增加筛分预处理工艺，针对煤粉炉粉煤灰与循环流化床粉煤灰不同粒径颗粒中铝、锂、镓的分布规律，分别筛分得到高铝、锂含量的粒度级产品。湿法磁选为后续湿筛提供便利水介质条件，使不同粒径粉煤灰颗粒之间的分离更为高效。
3）本发明增加的重选预处理工艺，分选出的密度较大的粉煤灰颗粒，进一步显著提高其中铝、锂、镓含量。
4）本发明根据粉煤灰自身磁性、粒度、密度性质进行分选，不进行化学反应，工艺条件温和，工艺设备简单。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
原料采用山西太原市西山地区产出的煤粉炉粉煤灰，其化学成分如表1所示：
表1 实施例1化学成分表
1) 粉煤灰悬浮液配置：将40 g粉煤灰溶解于盛有200 mL水的烧杯中形成悬浮液（其中固液比为1:5），粉煤灰中锂含量为180.81 μg/g，镓含量30.66 μg/g。
2) 磁选：用600 r/min的机械搅拌器剧烈搅拌，同时将聚四氟乙烯封口膜包裹磁铁后进入粉煤灰悬浮液中，将封口膜上分离出的磁性颗粒用水冲洗收集，重复这个步骤直到没有更多的磁性物质粘附于磁铁上，用时20 min，收集到磁性物质为1.25 g。
3)筛分：将磁选所得不含有磁性物质的粉煤灰悬浮液在器皿中进行湿筛，直至筛下不再有产物筛出，其中筛子选用国家标准筛，筛网目数为200目，其中所得颗粒尺寸为0-74 μm。对于煤粉炉粉煤灰，颗粒在0-74 μm的湿筛物的颗粒中铝锂镓的含量更高。
4) 浓缩：将筛下产物收集，静置浓缩沉淀。
5) 重选：将收集产物22.32 g置于离心机中，同时加入重液进行离心分离，重液由三溴甲烷与四氯化碳配置，重液密度为2.2 g/cm3。
6) 干燥：将重选所得沉物在干燥箱进行干燥，干燥温度为55 ℃。
将干燥所得产物8.26 g作为铝、锂、镓元素提取原材料备用，其中铝含量为28.12%，锂含量为236.13 μg/g，镓含量为41.89 μg/g。
实施例2
原料采用山西太原市西山地区某循环流化床粉煤灰，其化学成分如表2所示：
表2 实施例2化学成分表
1)粉煤灰悬浮液配置：将40 g粉煤灰溶解于盛有120 mL水的烧杯中形成悬浮液（其中固液比为1:3），粉煤灰中锂含量为112.63 μg/g，镓含量31.37 μg/g。
2)磁选：用800 r/min的机械搅拌器剧烈搅拌，同时将聚四氟乙烯封口膜包裹磁铁后进入粉煤灰悬浮液中，将封口膜上分离出的磁性颗粒用水冲洗收集，重复这个步骤直到没有更多的磁性物质粘附于磁铁上，用时30 min，收集到磁性物质为2.60 g。
3)筛分：将磁选所得不含有磁性物质的粉煤灰悬浮液在器皿中进行湿筛，先用325目筛得筛上物，再将筛上物用140目筛子筛分得到筛下物，所得颗粒尺寸为43-106 μm，筛子均选用国家标准筛。对于循环流化床粉煤灰，颗粒粒径在43-106μm的湿筛物的颗粒中铝锂镓的含量更高。
4) 浓缩：将筛分所得140-325目产物收集，静置浓缩沉淀。
5)重选：将收集产物24.02 g置于离心机中，同时加入重液进行离心分离，重液由三溴甲烷与乙醇配置，重液密度为1.9 g/cm3。
6) 干燥：将重选所得沉物在干燥箱进行干燥，干燥温度为55 ℃。
将干燥所得产物4.14 g作为铝、锂、镓元素提取原材料备用，其中铝含量为37.57%，锂含量为173.25 μg/g，镓含量为43.38 μg/g。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）粉煤灰悬浮液配置：将煤粉炉粉煤灰或循环流化床粉煤灰与水混合配置成悬浮液；
b）磁选：将磁铁包裹后放入所述的悬浮液中，剧烈搅拌，将所述悬浮液中的磁性颗粒分离，得到不含磁性物质的悬浮液；
c）筛分：将所述的不含磁性物质的悬浮液进行湿筛，煤粉炉粉煤灰进行湿筛的筛网目数为200目，收集粒径为0-74 μm的颗粒；循环流化床粉煤灰进行湿筛是先用325目筛得筛上物，再将筛上物用140目筛子筛分得到筛下物，收集粒径为43-106 μm的颗粒；
d）浓缩：将所述的筛分物进行浓缩，并沉淀得到沉淀物；
e）重选：将所述的沉淀物与重液混合后置于离心机中离心分离得到重选所得的沉物；具体为煤粉炉粉煤灰的重液由三溴甲烷与四氯化碳配置，重液密度为2.2 g/cm3；循环流化床粉煤灰的重液由三溴甲烷与乙醇配置，重液密度为1.9g/cm3；
f）干燥：将所述沉物干燥后作为元素提取铝锂镓的原材料。
2.根据权利要求1所述的一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，其特征在于：所述的悬浮液固液体积比为1：3-5。
3.根据权利要求1所述的一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，其特征在于：所述的剧烈搅拌的搅拌转速为600-800 r/min。
4.根据权利要求1所述的一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，其特征在于：所述离心分离转速为2000-3000 r/min，离心时间为15-20 min。
5.根据权利要求1所述的一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法，其特征在于：所述干燥温度为55-60 ℃。
CN201810854464.7A 2018-07-30 2018-07-30 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法 Active CN108950223B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810854464.7A CN108950223B (zh) 2018-07-30 2018-07-30 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810854464.7A CN108950223B (zh) 2018-07-30 2018-07-30 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108950223A CN108950223A (zh) 2018-12-07
CN108950223B true CN108950223B (zh) 2019-10-25

Family

ID=64465357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810854464.7A Active CN108950223B (zh) 2018-07-30 2018-07-30 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108950223B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110373547A (zh) * 2019-08-20 2019-10-25 中国兵器科学研究院宁波分院 基于物理化学法提取电子垃圾处理烟气中金属的方法
CN112620117A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 中国科学院过程工程研究所 一种粉煤灰中重金属元素的分离方法
CN113355508B (zh) * 2021-04-15 2022-10-11 内蒙古博隆生态科技有限公司 一种无搅拌式煤粉灰中铝锂镓富集预处理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1223909A (zh) * 1998-12-25 1999-07-28 高太平 从粉煤灰中提取铁粉并熔炼成生铁的方法
CN101869870A (zh) * 2010-04-27 2010-10-27 中国神华能源股份有限公司 一种粉煤灰磁选除铁的方法
CN101838001A (zh) * 2010-04-27 2010-09-22 中国神华能源股份有限公司 一种以粉煤灰为原料制备低铁结晶氯化铝的方法
CN104512896B (zh) * 2013-09-30 2016-10-05 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰制备白炭黑的方法和白炭黑
CN107760865B (zh) * 2016-08-17 2019-03-19 中国科学院过程工程研究所 一种粉煤灰碱浸过程浸出液镓锂离子富集的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108950223A (zh) 2018-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108950223B (zh) 一种预富集粉煤灰中铝锂镓的方法
CN106587116B (zh) 一种利用锂云母和粉煤灰提取碳酸锂和氢氧化铝的方法
CN104801434A (zh) 通过干式浓缩提取粘土、硅和铁矿石的工艺
CN110270432B (zh) 一种去除电石渣中非钙质矿物杂质的方法
CN103569984B (zh) 一种综合利用反浮选磷矿尾矿的方法
CN107857496A (zh) 一种煤气化细渣的综合利用方法
CN105478232B (zh) 一种从石墨型钒矿富集五氧化二钒的选矿方法
CN102527492B (zh) 一种用低品位磁铁矿石制取超级铁精矿的方法
CN109225606A (zh) 一种碳酸盐型萤石矿的分选系统及分选工艺
CN105903562A (zh) 一种从粉煤灰中提取铁精矿的方法
CN110433956B (zh) 一种从高炉瓦斯灰中回收锌、铁和/或碳的方法
CN107662931B (zh) 一种从含钾废渣中提取钾制备硫酸钾的工艺
CN110369119B (zh) 一种钢厂粉尘废料铁、碳、锌综合回收工艺
CN106966697A (zh) 基于高硫煤矸石分选煤泥制砖的方法
WO2024040891A1 (zh) 一种碳酸盐锂黏土的处理方法
CN106944251B (zh) 煤矸石资源化利用处理方法
CN104032058A (zh) 一种煤基直接还原红土镍矿生产镍铁粒的方法
CN107365913B (zh) 一种砷锑烟尘中砷、锑高效综合利用的方法
CN214812686U (zh) 一种矿石干法分级装置
CN111871602B (zh) 一种赤铁矿矿石无废高效利用方法
CN114586645A (zh) 一种以煤矸石固废制备营养土的方法
KR101504511B1 (ko) 입도선별을 통한 플라이애시로부터의 고품위 유용광물 회수 방법
CN108031546A (zh) 一种赤泥回收铁的方法
CN209989272U (zh) 一种低品位菱镁矿制备氧化镁系统
CN108384948B (zh) 一种低温深度渣铁分离快速还原钛精矿分选高钛渣和酸溶性钛渣的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20181207

Assignee: Shanxi Benxin Geological Exploration Technology Co.,Ltd.

Assignor: Taiyuan University of Technology

Contract record no.: X2023140000003

Denomination of invention: A method for preconcentration of aluminum, lithium and gallium in fly ash

Granted publication date: 20191025

License type: Common License

Record date: 20230110

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract