CN113044866A - 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法 - Google Patents

一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113044866A
CN113044866A CN201911366979.3A CN201911366979A CN113044866A CN 113044866 A CN113044866 A CN 113044866A CN 201911366979 A CN201911366979 A CN 201911366979A CN 113044866 A CN113044866 A CN 113044866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
aluminum
filtrate
aluminum sulfate
sulfuric acid
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.)
Granted
Application number
CN201911366979.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113044866B (zh
Inventor
赵利军
李文华
郭屹
陈爱国
靳凡
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.)
China Energy Investment Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
Original Assignee
China Energy Investment Corp Ltd
National Institute of Clean and Low Carbon Energy
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 China Energy Investment Corp Ltd, National Institute of Clean and Low Carbon Energy filed Critical China Energy Investment Corp Ltd
Priority to CN201911366979.3A priority Critical patent/CN113044866B/zh
Publication of CN113044866A publication Critical patent/CN113044866A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113044866B publication Critical patent/CN113044866B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/68—Aluminium compounds containing sulfur
    • C01F7/74—Sulfates
    • C01F7/743—Preparation from silicoaluminious materials, e.g. clays or bauxite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D5/16—Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/68—Aluminium compounds containing sulfur
    • C01F7/74—Sulfates
    • C01F7/746—After-treatment, e.g. dehydration or stabilisation
    • C01F7/748—Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明提供一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法，该方法包括：(1)对含铝的酸处理液进行凝胶化，过滤分离得到凝胶和凝胶滤液；(2)在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析结晶得到粗硫酸铝；(3)将粗硫酸铝加水溶解，过滤得到硫酸钙和除钙滤液；(4)在除钙滤液中加浓硫酸，二次盐析结晶得到高纯硫酸铝；(5)将二次盐析结晶滤液蒸发提浓，得到高纯硫酸钠沉淀。本发明针对矿物的酸处理废液，尤其是煤炭酸碱除灰法的酸处理废液，开发了一种综合处理和资源化利用方法。采用该技术，可以有效提取氧化铝和制备硫酸铝，满足市场需要。具有非常好的工业应用价值。

Description

一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法
技术领域
本发明涉及一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法。
背景技术
煤炭相对丰富、石油和天然气相对贫乏的能源结构，决定了中国能源消费以煤炭为主。电煤和炼焦煤是煤炭的主要用途，其他用途还包括化工、建材用煤等。虽然煤炭在一次能源消费占比中近年来呈下降趋势，2015年消费总量仍有39.65亿吨，占比超过62.3％。在未来的几十年内，煤炭的作为国家一次能源消费主体的现状不会发生根本改变。
中国煤炭种类复杂，煤质总体较差，灰分偏高，经过多年开采，煤质不断下降。对煤炭精制，尤其是生产高附加值的低灰煤炭，主要有化学法和物理法。化学法是通过化学药剂和煤中组分进行化学反应的方法。常规酸碱法是应用最广泛的方法，使碱和煤中矿物进行反应，用酸浸取形成的无机化合物，经过滤洗涤与煤中有机质分离。物理法主要有OTP法和油团聚—浮选法，均利用煤中有机质和无机矿物亲油疏水性的差异。将原料煤细磨达到单体解离，借助烃类等中性油作桥连液和剪切力作用，将亲油细粒有机质团聚，使亲水矿物颗粒分散悬浮在水中，再通过筛分、离心或浮选等方式分离、洗涤、干燥、回收。此外，煤炭物理法深度除灰还涉及电选工艺，但除灰效率难以稳定达到超纯煤的品质要求。
近年来，有关煤炭除灰精制的技术，主要可以分为：煤炭物理分离除灰方法，如中国专利申请201710999607.9(一种利用无烟煤物理法制备超纯煤的工艺)，中国专利申请201610166372.0(一种超纯煤的制备工艺)、中国专利申请201110195118.0(一种煤炭深度净化系统及方法)、中国专利申请97116584.X(煤炭深度物理脱灰脱硫工艺)、中国专利申请201210259309.3(选煤厂煤泥制备精细水煤浆的方法)、中国专利申请200420052870.5(超精煤浮选机)；煤炭化学除灰方法，如中国专利申请201710999565.9(一种利用无烟煤物理-化学法制备超纯煤的工艺)，中国专利申请201710999573.3(一种利用无烟煤化学法制备超纯煤的工艺)，中国专利申请00380102494.4(煤的脱矿物质方法)，中国专利申请03262744.0(煤酸反应脱硫去灰装置)，中国专利申请201010513009.4(从煤加工中除灰以避免现场的大量氟化氢)，中国专利申请201010131521.2(用于提高燃煤发电设备的联合循环效率的脱水系统和过程)；煤炭溶剂萃取方法，如中国专利申请201110373648.X(一种热萃取煤的方法)、中国专利申请201510979337.6(一种有效提高煤热萃取收率的方法)、中国专利申请201020524863.6(一种制备超纯煤的设备)、中国专利申请200810019409.2(一种煤全组分族分离的温和化工艺)、中国专利申请200910076672.X(一种煤炭液化方法)。
综上所述的各种方法，煤炭除灰精制，传统物理法简单易行，但适应性差，除灰效率较低。化学法适应性强，除灰效率高，但伴随除灰废液的处理问题。虽然在中国专利申请201010131521.2(用于提高燃煤发电设备的联合循环效率的脱水系统和过程)中对于处理氢氟酸法除灰的废水，提出了节能的反渗透膜处理技术，但未能给出资源化利用方案。尤其是对于应用最为广泛的常规酸碱法，当前仍缺乏废液处理和资源化利用的方案。
中国是氧化铝的生产大国，例如，2017年中国氧化铝产量6660万吨。同时，我国的铝土矿资源极度缺乏，严重依赖进口。同年，我国生产铝土矿6800万吨，进口6855万吨，对外依存度超过50％。从煤炭发电得到的粉煤灰中提铝，是近年的研究热点，旨在补充市场上铝土矿的短缺。但粉煤灰提铝的产品单一，过程能耗高，经济性较差。如果能从煤炭除灰废液中，提取和制备可满足市场需要的氧化铝或者化学品氧化铝(例如硫酸铝)，则有利于减少铝土矿进口。同时，煤炭除灰工艺，还可以得到高附加值的超纯煤，具有较好的经济性。
发明内容
为了提高煤炭除灰工艺的附加值，本发明提出一种除灰酸性废液的综合处理和资源化利用方法，本发明的方法能够高效利用煤炭除灰酸液中的铝，并在温和条件下，提纯制备得到高纯度的硫酸铝。
为了实现前述目的，本发明提供一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法，该方法包括：(1)对含铝的酸处理液进行凝胶化，过滤分离得到凝胶和凝胶滤液；
(2)在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析结晶得到粗硫酸铝；
(3)将粗硫酸铝加水溶解，过滤得到硫酸钙和除钙滤液；
(4)在除钙滤液中加浓硫酸，二次盐析结晶得到高纯硫酸铝；
(5)将二次盐析结晶滤液蒸发提浓，得到高纯硫酸钠沉淀。
优选地，其中，含铝的酸处理液中，以SiO2计的Si含量大于1wt％，优选为大于2wt％，进一步优选为2-10wt％。
优选地，步骤(1)凝胶化的条件包括：温度为20-99℃，优选为60-90℃；和/或时间为0.5-3小时，优选为0.2-48小时。
优选地，步骤(2)中，所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与凝胶滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
优选地，步骤(3)中，加水体积与粗硫酸铝重量的比为0.2-2(ml):1(g)。
优选地，步骤(4)中，所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与除钙滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
优选地，所述含铝的酸处理液的制备步骤包括：将含硅铝矿物可选的进行碱法处理，然后进行酸处理，得到所述酸处理液。
优选地，酸处理的条件包括：酸为盐酸、稀硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种；和/或温度为20-200℃，优选为40-99℃。
优选地，碱法处理的条件包括：温度为100-250℃；和/或碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选地，含硅铝矿物为煤炭、煤矸石、霞石，粉煤灰，气化渣，黏土，长石中的一种或多种。
本发明为原创贡献，首次发现并提出了以浓硫酸溶液为介质，分离提纯硫酸铝和硫酸钠的方法。
本发明具有至少如下优势：
一、纯化条件温和，除杂效率高；
二、可副产高纯度的硫酸钙和硫酸钠；
三、制备的硫酸铝纯度高，废酸可回用；
四、实现了含铝的酸处理液资源化利用。
本发明针对矿物的酸处理废液，尤其是煤炭酸碱除灰法的酸处理废液，开发了一种综合处理和资源化利用方法。采用该技术，可以有效提取氧化铝和制备硫酸铝，满足市场需要。具有非常好的工业应用价值。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提出一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法，该方法包括：(1)对含铝的酸处理液进行凝胶化，过滤分离得到凝胶和凝胶滤液；
(2)在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析结晶得到粗硫酸铝；
(3)将粗硫酸铝加水溶解，过滤得到硫酸钙和除钙滤液；
(4)在除钙滤液中加浓硫酸，二次盐析结晶得到高纯硫酸铝；
(5)将二次盐析结晶滤液蒸发提浓，得到高纯硫酸钠沉淀。
本发明首次发现并提出了以浓硫酸溶液为介质，分离提纯硫酸铝和硫酸钠的方法。该方法具有良好的工业应用价值，在具体实施过程中具有如下优势：纯化条件温和，除杂效率高；可副产高纯度的硫酸钙和硫酸钠；制备的硫酸铝纯度高，废酸可回用；实现了含铝的酸处理液资源化利用。
根据本发明，对含硅铝的酸处理液，进行凝胶化。优选酸处理液中以SiO2计的Si含量大于1wt％，优选为大于2wt％，例如可以为2-10wt％。在一种具体实施方式中，如果第三混合物中以SiO2计的Si含量小于0.5wt％，则除去溶剂浓缩，例如可以通过旋蒸使所述第三混合物中以SiO2计的Si含量大于1wt％，来满足本发明的酸处理液的要求。
根据本发明的优选实施方式，优选含铝的酸处理液中，以SiO2计的Si含量大于1wt％，优选为大于2wt％，进一步优选为2-10wt％。
根据本发明，凝胶化时，温度较低，凝胶化进行缓慢，耗时较长，可长达48小时。随着温度升高，凝胶化加快，但当温度大于100℃时，凝胶化会产生明显的压力，对反应条件要求较为苛刻。因此优选温度小于100℃，如小于99℃，保证凝胶化在温和条件下进行。通过凝胶化，可以实现硅铝的有效分离，过滤得到二氧化硅滤饼，以及包含酸可溶盐的凝胶滤液。
因此，根据本发明的优选实施方式，步骤(1)凝胶化的条件包括：温度为20-99℃，优选为60-90℃。
因此，根据本发明的优选实施方式，凝胶化的时间可以依据具体情况进行筛选以保证凝胶化效果，针对本发明，优选凝胶时间为0.2-48小时，更优选为0.5-3小时。
根据本发明的一种优选实施方式，所述凝胶化反应的条件包括：温度为20-99℃，时间为0.2-48小时，更优选地，温度为60-90℃，时间为0.5-3小时。
根据本发明，对凝胶滤液，加入浓硫酸进行盐析结晶，得到粗硫酸铝，加入浓硫酸过少，铝提取率偏低。浓硫酸过多，过多杂质会析出进入粗硫酸铝，影响后续提纯。一次盐析和过滤之后得到粗硫酸铝和废酸。如果废酸为硫酸，则将一部分废酸调节浓度之后回收用于煤炭酸法除灰步骤中，其余的废酸通过蒸发(或加热)除水得到浓硫酸，在过滤除去浓硫酸的杂质沉淀后，可回收用于盐析结晶步骤中。如果废酸为盐酸和/或硝酸与硫酸的混合酸，则通过加热蒸馏进行混酸分离，所得盐酸和/或硝酸回收用于煤炭酸法除灰，所得硫酸可通过蒸发(或加热)除水得到浓硫酸，在过滤除去浓硫酸的杂质沉淀后，可回收用于盐析结晶步骤中。
根据本发明的一种优选实施方式，优选所述浓硫酸的质量浓度为80-98％。
根据本发明的一种优选实施方式，浓硫酸与凝胶滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
根据本发明的一种优选实施方式，所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与凝胶滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
根据本发明，在步骤(3)中，对步骤(2)得到的粗硫酸铝，加水溶解，过滤得到硫酸钙和除钙滤液。水过少，可能导致硫酸铝晶体溶解不完全，损失过多。加水过多，会溶解少量硫酸钙，除杂效率会降低。
根据本发明的优选实施方式，加水体积与粗硫酸铝重量的比为0.2-2(ml):1:(g)。硫酸钙纯度大于98％。
根据本发明，在步骤(4)中，在除钙滤液中加入浓硫酸，进行二次盐析结晶，过滤得到提纯硫酸铝和滤液。浓硫酸过少，铝提取率偏低。浓硫酸过多，杂质会进入二次盐析结晶的提纯硫酸铝。
根据本发明的优选实施方式，浓硫酸与凝胶滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。由此获得提纯硫酸铝纯度大于98％。
根据本发明的一种优选实施方式，步骤(4)中，所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与除钙滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
根据本发明，本发明针对含铝的固体废物和矿物，尤其是煤炭酸法除灰产生的酸性废液，提供了氧化铝的提取和纯化的技术方案。
根据本发明的一种优选实施方式，所述含铝的酸处理液的制备步骤包括：将含硅铝矿物可选的进行碱法处理，然后进行酸处理，得到所述酸处理液。
根据本发明的一种优选实施方式，在酸处理前，优选对矿物例如煤炭或煤矸石，先进行碱法处理。碱为氢氧化钠或氢氧化钾，碱煤体系的反应温度一般为100-250℃。申请号201710999565.9(一种利用无烟煤物理-化学法制备超纯煤的工艺)，申请号01710999573.3(一种利用无烟煤化学法制备超纯煤的工艺)，申请号200380102494.4(煤的脱矿物质方法)，所述常规酸碱法的碱煤反应条件，通过引用成为本发明的一部分。酸处理的用酸例如为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等。酸处理的反应温度为20-200℃，优选为40-99℃。通过酸处理，形成包括二氧化硅在内的酸处理液。如果所述矿物为含硅的酸可溶矿物，例如霞石矿，可直接进行加酸处理，得到含硅的酸处理液。
根据本发明的一种优选实施方式，酸处理的条件包括：酸为盐酸、稀硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。
根据本发明的一种优选实施方式，酸处理的条件包括：温度为20-200℃，优选为40-99℃。
根据本发明的一种优选实施方式，碱法处理的条件包括：温度为100-250℃。
根据本发明的一种优选实施方式，碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
此外，矿物的碱处理可以有多种方式。例如，煤炭还可以与碱在400℃左右熔融(姜瑞瑶，周仕学，谭琦，韩红.有色矿冶，2006，22,151-152)，粉煤灰可以与碳酸钠或碳酸钙在800-1350℃焙烧，如中国专利申请200710087028.3(利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺)。
根据本发明，酸处理时，对酸液浓度无特殊要求，例如可以设定为1-30重量％，优选3-20重量％，更优选5-15重量％。
根据本发明，碱处理时，对碱液浓度无特殊要求，例如可以设定为2-90重量％。
根据本发明的一种优选实施方式，含硅铝矿物为煤炭、煤矸石、霞石，粉煤灰，气化渣，黏土，长石中的一种或多种。
根据本发明，步骤(5)中，对步骤(4)中的滤液加热蒸发浓缩，产生沉淀。一般沉淀中的铝和钙含量较低，可以直接作为硫酸钠产品，纯度大于98％。如果铝和钙含量较高，可水溶过滤除钙，滤液返回步骤(5)继续进行盐析结晶，制备硫酸钠和提纯氧化铝。
根据本发明，废酸蒸发浓缩后，溶于其中的杂质将以硫酸盐的形式沉淀出来，从而实现杂质的去除。
根据本发明，经过步骤(1)到(5)，可以制备纯度大于98％的硫酸铝，硫酸钙和硫酸钠。如果需要进一步提高硫酸铝纯度，可以根据步骤(3)条件，在提纯硫酸铝中继续加水溶解，按照步骤(4)的条件，进行第三次盐析结晶，可得到纯度大于99.9％的高纯硫酸铝。一般最多进行三次盐析结晶即可制备满足要求的硫酸铝，若有必要，则可进行n次盐析结晶，制备超高纯硫酸铝。
因此，本发明为对煤炭除灰产生的废液处理和资源化利用，本发明提供的技术方案主要包括：(1)对含硅铝矿物，进行酸处理，得到酸处理液；(2)对酸处理液进行凝胶化，过滤分离凝胶滤液；(3)在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析结晶得到粗硫酸铝；(4)在粗硫酸铝加水溶解，过滤除去硫酸钙，得到除钙滤液；(5)在除钙滤液中加浓硫酸，二次盐析结晶得到高纯硫酸铝；(6)二次盐析结晶滤液蒸发提浓，产生高纯度的硫酸钠沉淀
本发明针对含硅的固体废物和矿物，尤其是煤炭酸法除灰产生的酸性废液，提纯并制备了高纯度氧化铝，达到标准要求，实现了酸性废液的资源化利用。
本发明，实施例所用的矿物为煤炭A(灰分22％)，煤矸石B(灰分81％)，和霞石C。
实施例1
取煤样A 100g，与氢氧化钠80g和水320ml混合后，在230℃下，高压釜中搅拌反应3小时。过滤洗涤后，按酸与干滤饼重量比1.4:1在滤饼中加入10wt％稀硫酸，75℃下浸出30分钟，过滤洗涤得到酸性废液，二氧化硅含量为1.5％。在60℃下凝胶6小时，过滤得到二氧化硅凝胶和凝胶滤液。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比0.6，在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析后得到粗硫酸铝沉淀。按水与粗硫酸铝体积质量比1.0，加水溶解粗硫酸铝，过滤后得到除钙滤液。滤饼硫酸钙纯度98.3％。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比0.6，在除钙滤液中加入浓硫酸，二次盐析得到硫酸铝沉淀和滤液。硫酸铝纯度98.7％，滤液蒸发浓缩后得到硫酸钠，纯度98.5％。
实施例2
取煤矸石A 100g，与氢氧化钠150g和水100ml，混合后在150℃下捏合反应9小时。加水稀释降温，1小时后过滤洗涤。按酸与干滤饼比1.5:1在滤饼中加入10wt％稀盐酸，60℃下浸出30分钟，过滤得到酸性废液，二氧化硅含量为10％。在20℃下凝胶36小时，过滤得到二氧化硅凝胶和凝胶滤液。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比0.3，在凝胶滤液中加入浓硫酸，得到粗硫酸铝。按水与粗硫酸铝体积质量比2.0，加水溶解粗硫酸铝，过滤后得到除钙滤液。滤饼硫酸钙纯度98.2％。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比0.3，在除钙滤液中加入浓硫酸，二次盐析得到硫酸铝沉淀和滤液。硫酸铝纯度98.5％，滤液蒸发浓缩后得到硫酸钠沉淀，纯度98.2％。
实施例3
取霞石C 100g，按酸与霞石比2.0:1，在滤饼中加入10wt％稀硝酸，40℃下浸出30分钟，过滤得到酸浸液，二氧化硅含量为6％。在95℃下凝胶30分钟，过滤得到二氧化硅凝胶和凝胶滤液。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比1.0，在凝胶滤液中加入浓硫酸，得到粗硫酸铝。按水与粗硫酸铝体积质量比0.5，加水溶解粗硫酸铝，过滤后得到除钙滤液。滤饼硫酸钙纯度98.1％。按浓硫酸(90wt％)与凝胶滤液体积比1.0，在除钙滤液中加入浓硫酸，二次盐析得到硫酸铝沉淀和滤液。硫酸铝纯度98.7％，滤液蒸发浓缩后得到硫酸钠沉淀，纯度98.6％。
实施例4
对实施例1中得到的提纯硫酸铝，在按照按水与提纯硫酸铝体积质量比1.0加水溶解，形成硫酸铝溶液。之后，再按浓硫酸与硫酸铝溶液的体积比0.6，在硫酸铝溶液中加入浓硫酸，进行三次盐析得到硫酸铝沉淀和滤液。硫酸铝纯度99.9％。
实施例5
按照实施例2的方法制备，不同的是，采用酸洗得到的酸浸液，再次与碱法处理的滤饼反应，得到二次酸浸液，二氧化硅含量为15wt％，其余条件相同，硫酸铝纯度98.0％，滤液蒸发浓缩后得到硫酸钠沉淀，纯度98.1％。
由实施例可见，对煤炭A，煤矸石B和霞石C，对得到的酸处理液，进行凝胶化后，在分离得到凝胶滤液中，加入浓硫酸，一次盐析可以得到粗硫酸铝。粗硫酸铝加水溶解过滤，可以有效除钙，得到高纯度硫酸钙沉淀。在除钙滤液中加入浓硫酸，二次盐析可以得到高纯度硫酸铝沉淀。滤液蒸发浓缩后，可以得到高纯度硫酸钠沉淀。由实施例4可见，通过对两次盐析制备的硫酸铝进行第三次盐析，可制备超高纯度氧化铝，纯度99.9％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法，其特征在于，该方法包括：(1)对含铝的酸处理液进行凝胶化，过滤分离得到凝胶和凝胶滤液；
(2)在凝胶滤液中加入浓硫酸，一次盐析结晶得到粗硫酸铝；
(3)将粗硫酸铝加水溶解，过滤得到硫酸钙和除钙滤液；
(4)在除钙滤液中加浓硫酸，二次盐析结晶得到高纯硫酸铝；
(5)将二次盐析结晶滤液蒸发提浓，得到高纯硫酸钠沉淀。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，含铝的酸处理液中，以SiO2计的Si含量大于1wt％，优选为大于2wt％，进一步优选为2-10wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)凝胶化的条件包括：温度为20-99℃，优选为60-90℃；和/或时间为0.5-3小时，优选为0.2-48小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，
所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与凝胶滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，加水体积与粗硫酸铝重量的比为0.2-2(ml):1(g)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)中，
所述浓硫酸的质量浓度为80-98％，浓硫酸与除钙滤液的体积比为(0.1-2):1，优选为(0.2-1):1。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含铝的酸处理液的制备步骤包括：将含硅铝矿物可选的进行碱法处理，然后进行酸处理，得到所述酸处理液。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
酸处理的条件包括：酸为盐酸、稀硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种；和/或
温度为20-200℃，优选为40-99℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，
煤的碱法处理的条件包括：温度为100-250℃；和/或
碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中，含硅铝矿物为煤炭、煤矸石、霞石、粉煤灰、气化渣、黏土和长石中的一种或多种。
CN201911366979.3A 2019-12-26 2019-12-26 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法 Active CN113044866B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366979.3A CN113044866B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366979.3A CN113044866B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113044866A true CN113044866A (zh) 2021-06-29
CN113044866B CN113044866B (zh) 2022-05-27

Family

ID=76505609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911366979.3A Active CN113044866B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113044866B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102101688A (zh) * 2010-12-23 2011-06-22 内蒙古昶泰资源循环再生利用科技开发有限责任公司 一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法
CN102311136A (zh) * 2011-07-26 2012-01-11 昆明理工大学 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝的方法
JP2012219002A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd 硫酸アルミニウムの製造方法
US20160108495A1 (en) * 2013-05-23 2016-04-21 Saeg Tech Sa Method for the treatment of aluminium slags treatment and associated plant
CN105776295A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 胡凡 一种以工业粗硫酸铝为原料提纯精制硫酸铝的方法
CN106115751A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 中国神华能源股份有限公司 一种利用两段式酸反应法提取氧化铝的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102101688A (zh) * 2010-12-23 2011-06-22 内蒙古昶泰资源循环再生利用科技开发有限责任公司 一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法
JP2012219002A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Asahi Kagaku Kogyo Co Ltd 硫酸アルミニウムの製造方法
CN102311136A (zh) * 2011-07-26 2012-01-11 昆明理工大学 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝的方法
US20160108495A1 (en) * 2013-05-23 2016-04-21 Saeg Tech Sa Method for the treatment of aluminium slags treatment and associated plant
CN105776295A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 胡凡 一种以工业粗硫酸铝为原料提纯精制硫酸铝的方法
CN106115751A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 中国神华能源股份有限公司 一种利用两段式酸反应法提取氧化铝的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵利军: "粉煤灰提铝工艺的现状和发展趋势", 《神华科技》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113044866B (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102502720B (zh) 深度碳化法处理碳酸盐型锂精矿生产电池级碳酸锂工艺
CN103693665B (zh) 一种粉煤灰制备高纯氧化铝的方法
WO2015161660A1 (zh) 一种从含钒铬硅溶液制备低硅五氧化二钒的方法
SU969670A1 (ru) Способ получени чистой окиси алюмини
CN104445311B (zh) 高含量二氧化硅质粉煤灰多联产洁净制备方法
CN102897810B (zh) 一种利用粉煤灰生产氧化铝的方法
CN106145164B (zh) 从锂云母中制备碳酸锂的方法
CN109110788A (zh) 一种盐湖卤水中锂镁资源综合利用的方法
CN104140082A (zh) 一种钛白废酸的回收利用方法
CN103738972A (zh) 一种粉煤灰提铝残渣制备硅微粉的方法
US4024087A (en) Method of preparing coagulant for purification of water from mechanical admixtures
CN113800539B (zh) 一种大修渣湿法浸出液中盐提纯回收工艺
CN113371749A (zh) 一种半导体行业含钙污泥的处理方法
CN113716591A (zh) 一种铝灰回收再利用方法
CN116814957A (zh) 一种大修渣同步脱氰提锂的方法
CN109970102B (zh) 一种铝灰制备聚合氯化铝联产五氧化二钒的方法
CN114314778A (zh) 一种无焙烧、强化酸浸煤矸石生产净水剂和白炭黑的方法
CN113044866B (zh) 一种从含铝的酸处理液制备硫酸铝的方法
US4366129A (en) Process for producing alumina and ferric oxide from aluminium carriers with high iron and silicon content
CN110759364A (zh) 利用粗磷酸锂制备高纯碳酸锂的方法
CN113044865B (zh) 一种制备氧化铝的方法
CN112897560B (zh) 一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法
CN109319896A (zh) 用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法
JPH08157204A (ja) 燐酸アルカリ金属塩の製造方法
CN112047401B (zh) 一种利用硫酸钠增浓精制海水的方法

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