[发明专利]一种分离煤粉炉粉煤灰中氧化铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰资源化利用方法，具体讲涉及一种分离煤粉炉粉煤灰中氧化铁的方法。

背景技术

燃煤发电是世界各国普遍采用的电力生产方式之一，燃煤产生的大量粉煤灰的有效利用已成为世界性课题。目前，我国超过70％的电力是由燃煤发电产生的，全国煤炭的产量大约30％用于发电，由此产生的粉煤灰如果利用量不足，不仅占据大量土地，造成严重的环境污染，也是一种资源的浪费。

从另一角度讲，粉煤灰中富含多种氧化物，如Al₂O₃，SiO₂，Fe₂O₃，FeO，CaO，MgO，SO₃，Na₂O，K₂O等，此外还含有少量的稀土元素。将这些氧化物从粉煤灰中分离提取出来并制备得到相应的高附加值的产品，不仅能够产生较高的社会经济利用价值，也可缓解粉煤灰对环境的危害。

粉煤灰的综合利用研究，特别是从粉煤灰中分离提取氧化铝的研究，自上世纪40年代至今，国内外的许多专家、学者在此研究上进行了大量工作并提出了多种分离提取方法。但是在提取分离氧化铝时，将氧化铁作为杂质处理掉，并没有将粉煤灰中Fe₂O₃和FeO回收再利用，造成资源的严重浪费。

而氧化铁作为一种无机颜料，广泛应用于油漆、橡胶、塑料化妆品、建筑精磨材料、精密五金仪器、光学玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高级合金钢等领域。

目前，国内外学者针对从粉煤灰中分离提取氧化铁提出了一些方法，例如：氧化钙烧结法、碱石灰烧结法等等，但这些方法由于工艺条件限制、氧化铁回收率低、耗能大、生产成本高、排渣量大等原因，造成分离提取氧化铁实施效果差。

本发明的目的是利用稀硝酸与普通煤粉炉粉煤灰低温水热反应，使粉煤灰中全部的Fe₂O₃、FeO以及部分非晶态Al₂O₃的溶出，再利用乙醇分离提取溶液中的Fe₂O₃、FeO，最终得到纯度较高的氧化铁产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种在低温条件下利用硝酸和乙醇提取粉煤灰中氧化铁的方法。

本发明提供的技术方案包括利用硝酸与粉煤灰低温水热反应，使粉煤灰中全部的Fe₂O₃、FeO及部分非晶态Al₂O₃溶出，再利用乙醇分离提取溶液中的Fe₂O₃、FeO来得到高纯度的氧化铁。本发明提供的技术方案制作工艺简单、降低生产成本、充分利用了粉煤灰的资源，适合大规模生产。

实现本发明目的技术方案如下：

一种分离煤粉炉粉煤灰中氧化铁的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)磁选分离粉煤灰中的磁珠；

2)酸浸：70℃～90℃下，按粉煤灰与硝酸的固液比为1：3～1：6的比例将粉煤灰与浓度为1％～5％的硝酸混合，反应1～4h；

3)固液分离：将反应物冷却至室温后，抽滤，滤饼用按粉煤灰与水的固液比为2：1～1：2的水洗涤，得硝酸铁与硝酸铝的溶液；

4)乙醇分离硝酸铝和氧化铁：乙醇与步骤3)中得到的所述溶液按2：1～5：1体积比混合，再按氧化铝与硝酸铵的摩尔比为1：3～1：4加入硝酸铵配制混合液，搅拌1～2h后，抽滤，得硝酸铝滤饼；接着按氧化铝与无水乙醇的固液比为2：1～1：2的无水乙醇洗涤，并回收滤液；

5)氧化铁回收：滴加氨水于所述回收滤液中，至溶液pH＞8，过滤，得氢氧化铁。

进一步的，所述粉煤灰为按质量百分比计的下述组份：

Al₂O₃+SiO₂+Fe₂O₃＞70％，CaO＞5％。

进一步的，所述粉煤灰按质量百分比计的下述组份：Al₂O₃，29.87％；19.25％，47.08％；Fe₂O₃，7.01％；CaO，6.98％；SO₃，1.2％；烧失量，7.68％。

进一步的，所述步骤1)中，用湿式弱磁场磁选机进行湿法磁选分离。