[发明专利]一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法

说明书

本发明提供一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，包括：对高铝粉煤灰实施活化处理，固液分离后得到预处理粉煤灰和活化母液；对预处理粉煤灰实施预脱硅处理，经固液分离，得到脱硅粉煤灰和脱硅液；对脱硅粉煤灰进行拜尔法溶出，并对溶出料浆进行固液分离，得到铝酸钠溶液和拜尔法溶出渣；将拜尔法溶出渣与石灰乳进行水热反应，经固液分离，得到硅钙渣和回收碱液；对铝酸钠溶液进行种分分解，得到氢氧化铝和种分分解母液；对氢氧化铝进行煅烧，得到氧化铝。本方法在对高铝粉煤灰活化脱硅后采用拜耳法工艺提取氧化铝，不仅能够得到高品质的冶金级氧化铝产品，而且能够回收拜耳法溶出渣中的碱，具有成本低、能耗低等工艺特点，并具有操作简单的优点。

技术领域

本发明涉及高铝粉煤灰的资源化利用，尤其涉及一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法。

背景技术

氧化铝是生产铝锭的主要原材料。世界上95％以上的氧化铝是通过铝土矿生产的。我国是世界最大的氧化铝生产国，目前每年氧化铝产量超过3000万吨。但同时我国铝土矿资源相对匮乏，铝土矿储量仅占世界总储量的7％左右，且多为难处理的一水硬铝石矿。由于铝土矿资源不足，目前60％左右的铝土矿依赖于向国外进口。

而我国内蒙古中西部和山西北部等地区的煤炭发电后产生的高铝粉煤灰储量丰富，仅内蒙准格尔煤田潜在的高铝粉煤灰资源蕴藏量就达150亿吨，相当于我国目前铝土矿保有储量的8倍以上，并且部分高铝粉煤灰中氧化铝含量可达到40％～50％。近几年来，我国各大院校和科研单位积极开展了高铝粉煤灰提取氧化铝新工艺研究，主要工艺方法为：预脱硅-碱石灰烧结法、一步酸溶法、硫酸铵烧结-拜耳法、石灰石烧结-低温拜耳法等。其中酸溶法因存在对设备材质腐蚀严重、产品杂质含量较高而难以生产冶金级氧化铝等问题，难以实现大规模工业化生产；硫酸铵烧结法存在渣相流量大、氨气回收利用难等缺点，因此也没有产业化实例；石灰石烧结法与碱石灰石烧结法类似，但其渣量更大、能耗更高，并且回收率较碱石灰石烧结法稍低。预脱硅-碱石灰烧结法是目前唯一实现工业化生产并取得成功的工艺方法，比如专利ZL201110117710.9就公开了此工艺的技术特点。然而目前世界上90％以上的氧化铝为拜耳法工艺所生产，烧结法工艺重点生产多品种氧化铝，所以预脱硅-碱石灰烧结法工艺难以大规模推广应用生产冶金级氧化铝。

因此，如何高铝粉煤灰为原料，提供一种新的氧化铝提取工艺，以冶金级氧化铝为导向产品，是解决我国西北大型能源基地高铝粉煤灰高值化利用的关键。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，能够大规模生产高品质的冶金级氧化铝产品，实现高铝粉煤灰的高值化利用；并能够回收拜尔法溶出过程中的碱。

为实现上述目的，本发明提供的高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，包括如下步骤：

对高铝粉煤灰实施活化处理，固液分离后得到预处理粉煤灰和活化母液；

对预处理粉煤灰实施预脱硅处理，再经固液分离，得到脱硅粉煤灰和脱硅液；

对脱硅粉煤灰进行拜尔法溶出，并对溶出浆料进行固液分离，得到铝酸钠溶液和拜尔法溶出渣；

将拜尔法溶出渣与石灰乳进行水热反应，再经固液分离，得到硅钙渣和回收碱液；

对铝酸钠溶液进行种分分解，得到氢氧化铝和种分分解母液；

对氢氧化铝进行煅烧，得到氧化铝。

根据本发明的技术方案，在对高铝粉煤灰活化脱硅后采用拜尔法工艺提取氧化铝，不仅能够提高脱硅率、得到高品质冶金级氧化铝产品，而且还能回收拜尔法溶出渣中的碱。由于该提铝工艺是在传统拜尔法工艺的基础上进行改进，具有工艺简单、生产难度低的特点，适合大范围工业化推广应用。