[发明专利]低温酸溶浸取粉煤灰中氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭固体废弃物资源化利用技术方法，特别是从粉煤灰中酸溶浸取氧化铝的工艺。

背景技术

我国是世界上火力发电最大的国家，也是粉煤灰排放量最大的国家。近年来，我国电力工业发展迅速，火电发电总量也迅速增加。因而，粉煤灰的排放量也在逐年增加。目前，我国粉煤灰累计堆存量已近20亿吨。我国的粉煤灰综合利用工作，长期以来一直受到国家的高度重视，特别是粉煤灰的高附加值利用已越来越受到相关学者的关注。许多研究人员对粉煤灰，特别是高铝粉煤灰进行了提取氧化铝制备冶金及氧化铝、聚合氯化铝铁净水剂等研究。采用方法有碱法和酸法两类，以不同的碱(氧化钙、碳酸钠、氧化钙)和酸(硫酸、盐酸)等作为活化剂或浸取剂采用煅烧、溶解等方法实现粉煤灰中有用组分氧化铝和氧化硅等提取。碱活化烧结法产生的硅钙渣，只能用做水泥原料，每生产1吨的氧化铝要产生10吨的硅钙渣，而我国的建材市场消化不了如此多的硅钙渣，又会造成新的堆积。且烧结法只提取了粉煤灰中的氧化铝，其二氧化硅的利用价值低，没有达到精细综合利用(刘瑛瑛等，粉煤灰精细利用——提取氧化铝研究进展.轻金属，2006年第5期，P20-23)。所以，众多研究人员寻求利用酸法提取粉煤灰中的氧化铝。

白光辉等，西安建筑科技大学，“粉煤灰硫酸法提铝的新工艺参数研究”，试验获得了反应的较优条件为：酸灰比1∶1.2，温度240℃，反应时间60min，溶洗用水量为4倍体积，得到的硫酸铝的提取率可达80％以上。李来时等，东北大学，“硫酸浸取法提取粉煤灰中氧化铝”，得出了最佳酸浸工艺条件：经活化的粉煤灰在适当的搅拌条件下，用浓硫酸在330℃温度下，浸出40-90min，Al₂O₃的浸出率可达85％以上，最高可达92.3％。袁春华，内蒙古科技大学，“粉煤灰活化法提取高纯硅、铝的工艺研究”，试验结果表明，最佳焙烧时间2h，焙烧温度为900℃，酸浸时浸出温度为200℃，硫酸浓度16mol/L，液固比为0.9∶1，粉煤灰硅铝平均提取率可达到82.38％以上。范艳青等，北京矿冶研究总院，“粉煤灰硫酸化焙烧提取氧化铝的研究”，确定最佳工艺条件：粉煤灰粒度为-400目占95％以上，焙烧温度320℃，时间2h，酸矿比1∶1.6，在此条件下粉煤灰中氧化铝浸出率可达87％。吴成友等，中国科学院青海盐湖研究所，“利用粉煤灰制备高纯硫酸铝工艺研究”，认为当粉煤灰的粒度达到20um，硫酸溶液浓度为50％-60％，反应温度200-240℃时，Al₂O₃提取率可达80％。硫酸铝粗产品经过醇水体积比约为2∶1的乙醇水溶液除杂2次后，其中Fe含量小于0.005％，获得了高纯硫酸铝。王文静等，山东科技大学，“酸法提取粉煤灰中氧化铝的条件选择”，结论：用9mol/L的硫酸进行反应，采用氟化氨作为助溶剂，可以加强反应的程度，提高氧化铝的提取率，节省提取成本。