[发明专利]一种粉煤灰溶出液联合法除铁工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰除铁工艺，尤其涉及一种粉煤灰溶出液联合法除铁工艺。 

背景技术

[0002] 目前，我国粉煤灰的利用主要集中在建筑、建材、农业^[等方面，属于低附加价值利用，尤其对于高铝粉煤灰（氧化铝含量大于30%）无疑是种浪费。处理高铝粉煤灰的主要方法有：石灰石烧结法、预脱硅-碱石灰烧结法、硫酸法、盐酸法和硫酸铵烧结法等。但是各种方法均存在不足。石灰石烧结法：石灰石（石灰）添加量大、产生的废渣量大，能耗高、产品成本高、经济效益差；预脱硅-碱石灰烧结法：生产氧化铝后产生的残渣不能直接用于水泥生产，需要进行脱碱处理，残渣的脱碱和脱水成本高昂；硫酸法和盐酸法：对设备的耐腐蚀性要求高，设备投资大、且可靠性差；而仅有硫酸铵烧结法制备过程为减量过程，渣量小；反应体系为弱酸体系，设备较容易解决，利于产业化。 

硫酸铵与粉煤灰混合焙烧得到硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁混合熟料，熟料溶出后得到硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液，为了得到含铁量较低的硫酸铁溶液，因此必须对溶出液进行除铁处理。而传统的除铁方法：高锰酸钾氧化法除铁工艺是利用生成氢氧化铁沉淀来达到除铁目的,然而由于氢氧化铁沉淀为絮状物,过滤困难,操作不便,并且铁含量很难达到0. 005% (质量分数)的要求;铁氰化钾除铁法生成的沉淀颗粒极细,且为蓝色固体沉淀,同样过滤困难,由于形成的是蓝色沉淀,还容易污染产物。有机伯胺萃取法工艺复杂,操作繁琐,不易掌握,且所用萃取剂价格昂贵,从而限制了其工业化应用。因此选用合适的方法既要保证除铁后的溶液满足氧化铝生产的要求，又能使得工艺简单，生成的沉淀物易于过滤便成为解决问题的关键。而应用黄铵铁钒法或针铁矿法所形成的除铁渣均非常好过滤。但是由于Fe³⁺水解的PH值与Al³⁺水解的PH值较为接近，因此单纯的应用黄铵铁钒法或针铁矿法都将损失一部分硫酸铝，因此只有综合应用黄铵铁钒法和针铁矿法才能达到除铁且不损失硫酸铝的效果。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种粉煤灰溶出液联合法除铁工艺，目的是简化除铁的工艺流程，并使得产物具有较好的过滤性能。 

为实现上述目的，本发明一种粉煤灰溶出液联合法除铁工艺，由下述步骤构成：对粉煤灰溶出液进行黄铵铁钒法除高铁，然后用单质硫还原三价铁，再进行针铁矿法除低铁得到硫酸铝溶液。 

黄铵铁钒法除高铁是将粉煤灰溶出液加热到80℃~150℃，间断加入氨水调节溶液PH值至1.3-2.0，同时向粉煤灰溶出液中加入黄铵铁钒晶种，反应时间为4-8小时，反应结束后过滤出沉淀物得到硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁溶液，沉淀物为黄铵铁钒。 

单质硫还原三价铁是用单质硫对硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁溶液中的Fe³⁺进行还原，使其完全转化为Fe²⁺，过滤掉多余的单质硫得到硫酸铝和硫酸亚铁溶液。 

针铁矿法除低铁是将硫酸铝和硫酸亚铁溶液加热至80℃~100℃，间断加入氨水调节溶液PH值为2.0-3.0，然后向硫酸铝和硫酸亚铁溶液中加入针铁矿晶种，然后用1%-10%的双氧水逐步氧化二价铁离子，反应时间为8-12小时，反应结束后过滤出沉淀物，沉淀物为铝铵矾和针铁矿。 

过滤出的沉淀物用硫酸氢铵进行溶解，溶解后的产物返回到粉煤灰溶出液中。 

硫酸铝溶液铁含量小于20mg/L。 

本发明的优点效果：除铁的工艺流程简单，产物具有较好的过滤性能。 

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。 

1、粉煤灰溶出液；2、黄铁矾法除铁；3、黄铵铁钒；4、单质硫还原；5、针铁矿法除铁；6、针铁矿、铝铵矾；7、硫酸铝溶液。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1 

将粉煤灰溶出液200mL加热到90℃，间断加入氨水调节溶液PH值至1.5，同时向粉煤灰溶出液中加入6g黄铵铁钒晶种，反应时间为6小时，反应结束后过滤出沉淀物得到硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁溶液，沉淀物为黄铵铁钒。

用单质硫对硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁溶液中的Fe³⁺进行还原，使其完全转化为Fe²⁺，过滤掉多余的单质硫得到硫酸铝和硫酸亚铁溶液。