[发明专利]粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法

说明书

技术领域

    本发明涉及粉煤灰处理工艺，具体涉及一种粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法。

背景技术

粉煤灰是煤燃烧后烟气中收集下来的细灰，主要组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。全世界每年都排放巨量的粉煤灰，2010年国内排放超过3亿吨。其堆积占地和流失形成的空气、水质污染，土地沙化、碱化等环境污染问题是困扰世界的难题，各国都在积极寻找粉煤灰的再利用途径。

从粉煤灰中提取氧化铝的技术研究始于20世界80年代。要从粉煤灰中以较高的提取率得到氧化铝，需要设法破坏SiO₂-Al₂O₃键，提高Al₂O₃的活性。国内外粉煤灰提取氧化铝的工艺一般分为碱溶法、烧结法、酸浸法、酸碱联合法等，其中碱溶法属于碱性工艺，其生产过程产生的渣量巨大，势必造成新的堆积及环境污染问题，不符合国家绿色循环经济的要求，正逐渐被淘汰。目前，众多能源企业都在进行粉煤灰提取氧化铝工艺的项目开发。而在提取氧化铝的工艺过程中若使用盐酸溶出，参与反应，则设备腐蚀问题严重，难以实现连续化生产，投资成本高。而工艺过程采用硫酸进行溶出时（溶出反应时），虽然设备腐蚀问题予以解决，投资成本低于前者，但制得的硫酸铝盐晶体中带有的结晶水比氯化铝晶体高，氧化铝含量比氯化铝晶体低，硫酸铝晶体用于焙烧分解的热耗将远远高于氯化铝晶体，故生产成本较高。因此，综合优化方案寻找一种工艺简单、成本更低的方法是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效降低焙烧能耗、提高氧化铝提取率的粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法。

本发明所采用的技术方案是：

粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将粉煤灰提取氧化铝过程中得到的中间产物硫酸铝溶液或硫酸铝溶液浓缩结晶后的硫酸铝晶体，加入质量分数为20%～36%盐酸溶液稀释，硫酸铝与盐酸质量百分比为1：1～5；

步骤二：在30～85℃的温度条件下，边搅拌边向上述混合溶液中通入HCl气体使之饱和，析出六水氯化铝晶体；

步骤三：过滤并洗涤六水氯化铝晶体；

步骤四：焙烧六水氯化铝晶体，得到氧化铝、HCl气体和水。

步骤一中，粉煤灰提取氧化铝的工艺过程中采用的酸为硫酸,硫酸铝溶液或硫酸铝溶液浓缩结晶后的硫酸铝晶体为提取过程中产生的中间产物。

步骤三中，洗涤六水氯化铝晶体时得到的氯化铝洗液可用于步骤一中的稀释。

步骤四中，焙烧六水氯化铝产物中的HCl气体可回用到步骤二中用于六水氯化铝晶体的析出。

    本发明具有以下优点：

本发明提供的方法克服现有技术中采用盐酸带来的设备腐蚀，难以实现连续化生产，投资成本高的问题；解决了工艺中采用硫酸获得硫酸铝盐然后焙烧过程中，结晶水量大，氧化铝含量不高，分解能耗较高的问题；本发明结合了硫酸和盐酸在粉煤灰提取氧化铝工艺中的优点，将硫酸铝转变为六水氯化铝，而氯化铝分解脱出的HCl气体无需任何转化就可循环使用，有效降低了成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为直接在硫酸铝晶体中加入盐酸溶液的工艺流程图。

图2为在硫酸铝溶液中加入盐酸溶液的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。