[发明专利]一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法

权利要求书

1.一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：

机械活化：将粉煤灰经过机械活化；

浮选除碳：将经过机械活化的粉煤灰，按照粉煤灰与水的质量比为1∶1～1∶3加水，充分搅拌，经过浮选除去未燃净的黑；

磁选除铁：经过磁选除去氧化铁、并得到磁铁矿粉；

硫酸浸提铝：将经过浮选碳、磁选铁之后的粉煤灰残液与浓硫酸配成硫酸浓度为30％～95％的混合溶液，控制粉煤灰与混合溶液的固液比为1∶1～1∶15，在耐酸反应设备中进行加热加压反应1～6h，反应的最高温度为200℃～240℃；

固液分离：反应降温后，按照粉煤灰与水的质量比为1∶10～1∶20加水，加热煮沸后，抽滤得到滤饼，并用粉煤灰与水的质量比为1∶1～1∶2的水洗涤，得到硫酸铝粗液；

硫酸铝粗液浓缩：硫酸铝粗液在90℃～130℃蒸发浓缩，冷却后，控制析出的晶体重量占硫酸铝液体原重量的40％～65％，得到硫酸铝浓缩液；

硫酸铝重结晶：将硫酸铝浓缩液加热至40℃～70℃，并保温1～6h，使晶体中的杂质充分溶出，然后将溶液冷却重结晶，使得大部分硫酸铝结晶析出，而少量硫酸铁等杂质由于浓度较低，仍留在溶液当中，再采用倾析法使沉淀与上面的清液分离，从而得到精制结晶硫酸铝浆液。将前述的重结晶工序重复操作2～6次，以最大限度地除去铁杂质；

二次固液分离：将所得精制结晶硫酸铝浆液进行固液分离，得到低铁结晶硫酸铝滤料；

硫酸铝脱水烘干：最终得到低铁结晶硫酸铝滤料经过70～100℃烘干，得到Fe含量低于0.02％的工业级硫酸铝。

2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的机械活化是采用粉磨设备进行磨细，粉磨时间为0.5～6h，最好是1～3h。

3.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的硫酸浸提铝工序中，粉煤灰硫酸混合溶液的浓度范围最佳是40％～70％，粉煤灰与硫酸溶液的固液比最好是1∶5～1∶10，加热加压反应最好是3～4h。

4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的固液分离工序中，反应降温后，在粉煤灰中最好按照粉煤灰与水的质量比为1∶12～1∶18加水。

5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的硫酸铝粗液浓缩工序中，硫酸铝粗液最好在100～120℃蒸发浓缩。

6.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的硫酸铝重结晶工序中，硫酸铝浓缩液的加热温度最好是50℃～60℃，保温时间最好是4～5h，重结晶工序最好重复操作3～5次。

7.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的二次固液分离工序中，可使用离心分离或真空带式过滤。

8.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的硫酸铝脱水烘干工序中，最终得到低铁硫酸铝滤料的最佳烘干温度为80℃～90℃。

9.根据权利要求1或7所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于所述的二次固液分离工序中的剩余母液，返回到硫酸铝重结晶工序。当母液循环超过3～5次时，杂质含量较高时，经过80℃～120℃浓缩，冷却析出沉淀，将沉淀物在80℃～120℃烘干后，得到含铁硫酸铝晶体。

10.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于粉煤灰在浮选除碳之后，采用湿法磁选除去磁铁矿。

11.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于经过浮选除去的未燃净的黑，用于制造碳黑或直接燃烧生产热量。

12.根据权利要求1所述的一种粉煤灰生产工业硫酸铝及其综合利用的工艺方法，其特征在于经过磁选得到的磁铁矿粉，用于生产水泥、制作铁黑颜料或者炼铁。