[发明专利]一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法

说明书

本发明涉及一种高铝粉煤灰中提取氧化铝的方法。所述方法包括以下步骤:将硫酸铵加热分解生成硫酸氢铵及氨气,将硫酸氢铵配制成溶液，氨气经过与空气配置成合格的浓度；粉煤灰原料磨细后与硫酸氢铵溶液按照一定比例混合，在搅拌条件下加热升温，反应生成硫酸铝铵；硫酸铝铵经过重结晶提纯后，提纯后的硫酸铝铵粉状颗粒，与氨气反应生成氢氧化铝；反应后的物料经过溶解过滤洗涤，滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝烘干后进行焙烧生成氧化铝；滤液为硫酸铵溶液经过蒸发结晶后循环配料；气固反应后的尾气经过吸收装置成为氨水，氨水经过加热后成为氨气返回系统配气。本发明提取氧化铝，颗粒均匀，氢氧化铝含水率低，强度高等优点；而且本发明的方法工艺流程较短，设备简单，易于实现大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，尤其涉及一种利用硫酸铝铵固体粉末与氨气反应生产氢氧化铝，达到提取氧化铝的方法。

背景技术

我国的火电厂每年产生数亿吨的粉煤灰，我国西部粉煤灰中氧化铝的含量在40％左右，这些粉煤灰只有很少的一部分被初级利用，用于做建筑材料、筑路等，但大部分被堆存，堆存的粉煤灰不仅占用了大量的耕地，还会造成空气、土地、水质等环境污染，极大地危害当地的环境，制约着当地国民经济的可持续发展。

粉煤灰是重要的铝资源，如果将我国电厂的粉煤灰的铝资源利用起来，这将成为一条弥补我们铝资源短缺的有效途径。实现粉煤灰的绿色化综合利用，既可以改善我国铝土矿紧缺的局面，又可以实现“变废为宝、变害为利”减少环境污染、节约土地，实现资源价值的最大化。

国内也有用粉煤灰、煤矸石等生产氧化铝，一般分为碱法和酸法两大类。

碱法包括石灰石烧结法和碱石灰烧结法，其主要缺点是工艺流程长、物料量大、设备投资高，而且在提取氧化铝的过程中会产生比原料量更多的赤泥。

酸法主要有硫酸法、盐酸法。其主要缺点是物料腐蚀性强，对设备要求苛刻，而且除铁工艺复杂，成本高。

还有采用硫酸铵烧结法提取氧化铝的工艺，其主要缺点是烧结过程能耗较高，而且烧结过程的温度较难控制稳定。

发明内容

针对目前利用高铝粉煤灰固体废物生产氧化铝工艺的不足，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：将硫酸铵加热分解生成硫酸氢铵及氨气，将硫酸氢铵配制成溶液，氨气收集后与空气配置合格浓度；

步骤2：将高铝粉煤灰原料磨细，与硫酸氢铵溶液按照一定比例配料混合，在搅拌条件下加热升温进行反应；

步骤3：反应后的物料降温至100℃以下进行过滤，得到含硫酸铝铵的溶液及硅渣；含硫酸铝铵的溶液降温结晶析出硫酸铝铵晶体；

步骤4：硫酸铝铵晶体粉末与氨气进行气固反应，生成氢氧化铝和硫酸铵混合物，反应后的尾气经过吸收装置成为氨水，氨水经过加热后成为氨气返回系统配气；

步骤5：反应后的混合物经过溶解过滤洗涤，滤渣为氢氧化铝，滤液为硫酸铵溶液；

步骤6：滤液经过蒸发结晶后为硫酸铵固体粉末，返回原料配料循环使用；滤渣氢氧化铝烘干、焙烧，生成氧化铝。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤1中硫酸铵的加热分解温度为210℃-500℃，硫酸氢铵溶液的质量百分浓度为10％-98％。

进一步，所述步骤2中粉煤灰中所含氧化铝与硫酸氢铵的摩尔比为1:2-1：20，粉煤灰与硫酸氢铵的反应温度为50℃-400℃，反应时间为10min-300min。

进一步，所述步骤1中所述硫酸铵加热分解出的氨气与空气混合后的质量浓度为1.5％-45％