[发明专利]一种粉煤灰酸法溶出铝的方法及用于该方法的设备系统

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰的回收利用，具体涉及从粉煤灰中酸法溶出铝的方法及用于该方法的设备系统。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂产生的、排放量最大的工业固体废弃物料。粉煤灰中氧化铝的含量往往很高，很多地区的粉煤灰为含氧化铝30%以上的高铝粉煤灰，其中某些地区的粉煤灰中氧化铝含量高达50%。氧化铝是生产金属铝的重要原料，也是一种重要的化工产品，从粉煤灰中提取氧化铝，是解决铝资源不足、实现粉煤灰综合利用的有效途径之一。

目前国内主要采取单流法从粉煤灰中溶出铝，该方法首先将粉煤灰和酸溶液在配料槽中混合，形成混合料浆，将所述混合料浆通过输送泵和输送管道输送至反应釜进行高温溶出。由于干的粉煤灰与酸溶液混合时释放出反应热，从而在配料时混合料浆的温度急剧升高，甚至能达到水的沸点，这样的高温降低了设备的使用寿命；同时由于粉煤灰的磨蚀性和酸溶液的酸蚀性，使得粉煤灰和酸溶液混合形成的混合料浆既具有磨蚀性又具有酸蚀性，从而对配料槽（特别是其搅拌桨）、输送泵和输送管道都造成严重损害，设备使用寿命短，例如配料槽的搅拌桨的使用寿命只有2个月，输送泵的使用寿命一般不足2个月。

因此，需要一种能够提高设备的使用寿命，降低设备成本的粉煤灰酸法溶出铝的方法。

发明内容

本发明的第一方面目的在于提供一种粉煤灰酸法溶出铝的方法，以提高设备的使用寿命，降低设备成本。

本发明的第二方面目的在于提高一种用于所述方法的设备系统。

本发明的第一方面目的是通过如下技术方案实现的：

一种粉煤灰酸法溶出铝的方法，包括：

（1）将粉煤灰加水配制成粉煤灰料浆；

（2）将粉煤灰料浆和酸溶液分别升温至40℃～70℃进行预热；

（3）将预热后的粉煤灰料浆和酸溶液分别加入反应釜中形成混合料浆；和

（4）将所述混合料浆在125℃～160℃下保温1.5h～3h进行铝的溶出反应。

优选地，所述粉煤灰料浆的固含量为40%～60%。

优选地，所述酸溶液为盐酸或硫酸溶液，其中所述盐酸的质量浓度为28%～37%，所述硫酸的质量浓度为40～60%。

优选地，步骤（4）中所述反应通过水蒸汽直接或间接加热。

优选地，所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰或经过活化的煤粉炉粉煤灰。

优选地，所述混合料浆在至少两级反应釜内反应，并且步骤（4）包括向至少第一级反应釜中通入140℃～170℃的水蒸汽的步骤。

与现有的单流法从粉煤灰中溶出铝的工艺相比，本发明方法的优势在于：

1.将粉煤灰首先加水配置成粉煤灰料浆，并将粉煤灰料浆和酸溶液分别进行预热，这样的设置避免了干的粉煤灰与酸溶液直接混合产生的高温对设备材料的损害，延长了设备的使用寿命；预热步骤能够使混合料浆在反应釜内快速达到预设温度。

2.粉煤灰料浆与酸溶液分别通过各自的输送系统加入反应釜中进行混合并反应，这样的处理使得粉煤灰料浆和酸溶液在反应之前是分离的，对于各自的配料槽、输送泵和输送管道仅产生磨蚀和酸蚀损害中的一种，因而对设备造成的损害要远远小于现有技术中粉煤灰料浆与酸溶液预先混合对配料槽搅拌桨、输送泵和输送管道产生的磨蚀和酸蚀双重损害，使所述设备的使用寿命大大延长。

根据本发明的第二方面目的，还提供一种用于粉煤灰酸法溶出铝的设备系统，包括以输送管道依次连接的粉煤灰配料槽、输送泵和第一套管预热器，以输送管道依次连接的酸储罐、耐酸泵和第二套管预热器，和反应釜，所述第一套管预热器的出料端和所述第二套管预热器的出料端均与反应釜的进料口连接。

优选地，所述反应釜为至少两级反应釜，更优选为两级、三级或四级反应釜。

优选地，所述输送泵为不锈钢材质，所述第一套管预热器采用碳素钢材质，所述耐酸泵为氟塑合金材质。

现有的单流法从粉煤灰中溶出铝使用的设备系统，通常包括用于粉煤灰与酸溶液混合的配料槽、用于将混合料浆输送至反应釜的输送泵和反应釜，其中配料槽、输送泵以及输送管道当采用普通材质时，使用寿命较短；当使用耐磨、耐酸的材质时，又会大大增加设备成本。与之相比，本发明设备系统通过将酸溶液和粉煤灰料浆以独立的设备和管道进行处理和输送，使各个设备无需采用昂贵的耐磨、耐酸材质，而使用寿命反而大大延长，设备成本降低30%以上。

附图说明

图1示出了根据本发明一种实施方式的粉煤灰酸法溶出铝的方法的流程示意图。