一种从粉煤灰中提取铝的方法

摘要

本发明公开了一种从粉煤灰中提取铝的方法，包括以下步骤：熟化、湿法焙烧、酸化焙烧、蒸发结晶、提取氢氧化铝、制备氧化铝、熔融电解。传统的粉煤灰活化大多都用混合焙烧的方法，能耗较高，本发明先将粉煤灰在液体活化剂中活化，再焙烧的方法，可以在短时间、较低温度下达到活化效果，且不含有毒物质，加入的各元素不会影响铝的纯度；本发明的方法能耗低，铝的溶出率高，过程中无有害废液产生，降低了生产成本，安全环保，适合工业化生产。

权利要求

1.一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)熟化：将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2-3天进行高温熟化；

(2)湿法焙烧：将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在600-700℃下加热至水干，送入马弗炉中，900-1000℃下焙烧40-50分钟；(3)酸化焙烧：将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为90-

95％的硫酸，搅拌均匀，在250-300℃下加热焙烧30-40分钟；(4)蒸发结晶：将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.20-1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；(5)提取氢氧化铝：将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；(6)制备氧化铝：将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200℃煅烧，得到氧化铝；(7)熔融电解：将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝；步骤(1)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的：氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸钠7-10份、松香1-2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1-2：100：36-40；步骤(1)中所述的熟化温度为130-200℃。

说明书

一种从粉煤灰中提取铝的方法

技术领域

[0001] 本发明主要涉及提取铝领域，尤其涉及一种从粉煤灰中提取铝的方法。

背景技术

[0002] 粉煤灰是燃煤电厂排出的固体废弃物。目前我国粉煤灰的总堆存量已超过10亿t，现在以每年8000万t的速度增加，而粉煤灰的利用不到50％。粉煤灰堆存不仅占用大量的土地，污染环境，还危及生物和人健康，而且粉煤灰中的许多有用成分得不到合理的利用，造成资源浪费。

[0003] 粉煤灰中含有39.04％的氧化铝和3.30％的氧化铁，从中提取有较高经济价值的Al2O3，使其作为一种新的铝资源加以利用,将有助于减小铝需求的压力，同时也是提高粉煤灰综合利用价值的有效途径。

[0004] 而关键是如何有效的破坏粉煤灰中的SiO2-Al2O3键,使其中A1、Si等元素得到有效释放而被充分利用。国内外学者进行了大量的研究工作,获得了许多有效的破坏SiO2-Al2O3键的方法。目前常采用的破坏SiO2-Al2O3键方法有酸溶沉淀法、碱石灰烧结法和石灰烧结法；

[0005] 但是这些方法有的对热需求量大，消耗能量较多，有的则会带入新的元素或者污染物，造成提取铝的不纯或者后期处理困难等，因此如何有效的活化粉煤灰且提高铝的提取率就变得至关重要。

发明内容

[0006] 本发明目的就是提供一种从粉煤灰中提取铝的方法。

[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0008] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，包括以下步骤：

[0009] (1)熟化：将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2-3天进行高温熟化；

[0010] (2)湿法焙烧：将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在600-700℃下加热至水干，送入马弗炉中，900-1000℃下焙烧40-50分钟；

[0011] (3)酸化焙烧：将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为90-95％的硫酸，搅拌均匀，在250-300℃下加热焙烧30-40分钟；

[0012] (4)蒸发结晶：将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.20-1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；

[0013] (5)提取氢氧化铝：将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；

[0014] (6)制备氧化铝：将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200℃煅烧，得到氧化铝；

[0015] (7)熔融电解：将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝；步骤(1)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的：氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸钠7-10份、松香1-2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1-2：100：36-40；步骤(1)中所述的熟化温度为130-200℃。

[0016] 本发明的优点是：

[0017] 传统的粉煤灰活化大多都用混合焙烧的方法，能耗较高，本发明先将粉煤灰在液体活化剂中活化，再焙烧的方法，可以在短时间、较低温度下达到活化效果，且不含有毒物质，加入的各元素不会影响铝的纯度；

[0018] 本发明的方法能耗低，铝的溶出率高，过程中无有害废液产生，降低了生产成本，安全环保，适合工业化生产。

具体实施方式

[0019] 实施例1：

[0020] 本发明采用的粉煤灰中的化学成分组成为：

[0021] SiO2 53.17％；

[0022] Al2O3 24.62％；

[0023] Fe2O3 10.68％；

[0024] CaO 4.01％；

[0025] MgO 2.14％；

[0026] SO3 0.13％；

[0027] 剩余的为烧失量。

[0028] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤：

[0029] (1)熟化：将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；

[0030] (2)湿法焙烧：将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在700℃下加热至水干，送入马弗炉中，1000℃下焙烧46分钟；

[0031] (3)酸化焙烧：将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95％的硫酸，搅拌均匀，在270℃下加热焙烧40分钟；

[0032] (4)蒸发结晶：将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.27时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；

[0033] (5)提取氢氧化铝：将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；

[0034] (6)制备氧化铝：将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过1200℃煅烧，得到氧化铝；

[0035] (7)熔融电解：将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。

[0036] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的：氨基三甲叉膦酸3份、氟硅酸钠10份、松香2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为2：100：40。一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的熟化温度为160℃。

[0037] 经计算，采用本发明方法，铝的提取率为84.6％。

[0038] 实施例2

[0039] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤：

[0040] (1)熟化：将粉煤灰研磨至细度为200目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；

[0041] (2)湿法焙烧：将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在630℃下加热至水干，送入马弗炉中，950℃下焙烧47分钟；

[0042] (3)酸化焙烧：将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95％的硫酸，搅拌均匀，在300℃下加热焙烧36分钟；

[0043] (4)蒸发结晶：将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；

[0044] (5)提取氢氧化铝：将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；

[0045] (6)制备氧化铝：将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200℃煅烧，得到氧化铝；

[0046] (7)熔融电解：将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。

[0047] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的：氨基三甲叉膦酸5份、氟硅酸钠8份、松香1份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1：100：36。

[0048] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的熟化温度为200℃。

[0049] 经计算，采用本发明方法，铝的提取率为87.3％。

[0050] 实施例3

[0051] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤：

[0052] (1)熟化：将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；

[0053] (2)湿法焙烧：将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在630℃下加热至水干，送入马弗炉中，970℃下焙烧41分钟；

[0054] (3)酸化焙烧：将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95％的硫酸，搅拌均匀，在280℃下加热焙烧37分钟；

[0055] (4)蒸发结晶：将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.25时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；

[0056] (5)提取氢氧化铝：将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；

[0057] (6)制备氧化铝：将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200℃煅烧，得到氧化铝；

[0058] (7)熔融电解：将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。

[0059] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的：氨基三甲叉膦酸4份、氟硅酸钠8份、松香1份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1：100：37。

[0060] 一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(1)中所述的熟化温度为180℃。

[0061] 经计算，采用本发明方法，铝的提取率为81.9％。