[发明专利]一种快速加热粉煤灰提取氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰提取氧化铝的方法，尤其涉及一种快速加热粉煤灰提取氧化铝的方法。

背景技术

中国火力发电每年产生大量的粉煤灰，其中的一小部分用于建筑和水泥行业，剩余的粉煤灰需要用灰场堆积，占用大量的土地，并且污染环境。粉煤灰的组成上含Al₂O₃20%～50%，SiO₂20%～60%，其余还有少量Fe₂O₃，MgO，Na₂O，K₂O等化合物。与此同时，随着我国经济社会的不断发展，每年进口大量的铝土矿以弥补国内铝土矿的不足。因此，研究从粉煤灰中提取氧化铝，对国家氧化铝行业的可持续发展和提高粉煤灰的综合利用价值都有重要意义。

目前，从粉煤灰中提取氧化铝的方法主要有四种：碱溶法、酸溶法、酸碱联合法和硫酸铵法。其中碱溶法不适合高含硅粉煤灰，另碱溶法、酸溶法和酸碱联合法都需要酸碱，一方面增加了后续处理的负担，另一方面容易污染环境。硫酸铵法采用硫酸铵与粉煤灰焙烧活化粉煤灰中的氧化铝，然后溶出硫酸铝铵和硫酸铝，滴加碱溶液生成Al(OH)₃沉淀，最后焙烧Al(OH)₃得Al₂O₃。现有硫酸铵法的缺点为焙烧时间长、硫酸铝铵重结晶能耗大、溶出过程需要加酸等。

在专利[CN200710118679.4]中叙述了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，采用的具体工艺为将硫酸铵和粉煤灰磨细后进行配料烧结，熟料经溶出得到硫酸铝铵溶液，溶液经结晶得到固体硫酸铝铵，固体硫酸铝铵和氨气反应得到氢氧化铝和硫酸铵，氢氧化铝经焙烧得到氧化铝产品。该工艺采用硫酸铵和粉煤灰的粉态物料，而粉态硫酸铵在260℃至450℃时会发生熔融，粘附在反应器壁上，导致传热效率降低，进而影响产物中氧化铝的提取率，阻碍该技术的工业化进程。

在专利[CN201110002303.3]中介绍了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，采用的是粉煤灰与碳酸钠按一定比例混合研磨、焙烧、循环浸取、沉淀过滤、碳分、二氧化碳及助剂回收、洗涤和煅烧等步骤，从粉煤灰中提取高纯氧化铝。该方法与硫酸铵法提取粉煤灰中氧化铝相比，额外加入了钠离子，给后续工艺带来一定影响，并且焙烧温度为620℃-990℃，远远高于硫酸铵法的焙烧温度（低于450℃），从节能角度讲工艺不具有先进性。

在专利[CN201110208699.7]中介绍了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，采用的是硫酸铵与粉煤灰混合后直接焙烧工艺，由于硫酸铵的固有热性质，在260℃至450℃之间会发生熔融现象，从而反应器壁发生粘附、粘结，并在反应器内形成梯度较大的温度场，未在器壁上的混合物料升温困难，导致氧化铝提取率降低或反应时间延长，影响生产效率。

在专利[CN201210060558.X]公开了一种基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法，该方法采用粉煤灰和硫酸铵造粒后在流化床中两段焙烧工艺，虽然该专利声称解决了物料熔融粘壁、结块和结圈等技术问题，但依流态化原理考虑，粉煤灰和硫酸铵混合物所造颗粒在流化焙烧过程中会一直放出H₂O、NH₃、SO₂和SO₃等气体，颗粒的形态、密度发生改变，导致流化质量变差，甚至出现颗粒碰撞而粘结在一起，无法流化的现象，在实际中会使生产过程无法正常进行。另外该法采用稀硫酸溶出熟料，对环境保护有一定影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种快速加热粉煤灰提取氧化铝的方法,它具有反应时间短、设备占地面积少、投资少、提高氧化铝收率的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种快速加热粉煤灰提取氧化铝的方法，具体步骤为：

步骤一：将粉煤灰磨细活化，同时将硫酸铵磨细；

步骤二：将磨细后的粉煤灰和硫酸铵固固混合均匀；

步骤三：向混合原料中加入少量水，造粒；

步骤四：将步骤三中形成的颗粒置于高频或微波装置中焙烧；

步骤五：将焙烧好的孰料加入水溶解成溶液；

步骤六：过滤步骤五形成的溶液，将滤液和滤渣分开；

步骤七：向步骤六的滤液中加入氨水，立即得到Al(OH)₃沉淀；