一種從粉煤灰中提取鋁的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及提取鋁領(lǐng)域，尤其涉及一種從粉煤灰中提取鋁的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢棄物。目前我國粉煤灰的總堆存量已超過10億t，現(xiàn)在以每年8000萬t的速度增加，而粉煤灰的利用不到50%。粉煤灰堆存不僅占用大量的土地，污染環(huán)境，還危及生物和人健康，而且粉煤灰中的許多有用成分得不到合理的利用，造成資源浪費(fèi)。
[0003]粉煤灰中含有39.04%的氧化鋁和3.30%的氧化鐵，從中提取有較高經(jīng)濟(jì)價值的Al2O3，使其作為一種新的鋁資源加以利用，將有助于減小鋁需求的壓力，同時也是提高粉煤灰綜合利用價值的有效途徑。
[0004]而關(guān)鍵是如何有效的破壞粉煤灰中的S12-Al2O3鍵，使其中Al、Si等元素得到有效釋放而被充分利用。國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研宄工作，獲得了許多有效的破壞S12-Al2O3鍵的方法。目前常采用的破壞S1 2-Α1203鍵方法有酸溶沉淀法、堿石灰燒結(jié)法和石灰燒結(jié)法；但是這些方法有的對熱需求量大，消耗能量較多，有的則會帶入新的元素或者污染物，造成提取鋁的不純或者后期處理困難等，因此如何有效的活化粉煤灰且提高鋁的提取率就變得至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是提供一種從粉煤灰中提取鋁的方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種從粉煤灰中提取鋁的方法，包括以下步驟:
(O熟化:將粉煤灰研磨至細(xì)度為200-300目，加入活化劑、水，攪拌均勻，送入熟化槽內(nèi)堆放2-3天進(jìn)行高溫熟化；
(2)濕法焙燒:將熟化料在常溫常壓下攪拌浸出，在600-700°C下加熱至水干，送入馬弗爐中，900-1000 °C下焙燒40-50分鐘；
(3)酸化焙燒:將上述焙燒料冷卻至常溫，加入濃度為90-95%的硫酸，攪拌均勻，在250-300 °C下加熱焙燒30-40分鐘；
(4)蒸發(fā)結(jié)晶:將上述焙燒料過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)，待其密度為1.20-1.30時，停止蒸發(fā)，結(jié)晶析出硫酸鋁；
(5)提取氫氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶后的物料進(jìn)行過濾分離，調(diào)整濾液PH值為4-5，經(jīng)沉淀、過濾，將濾渣洗滌、烘干，得到氫氧化鋁；
(6)制備氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶過濾得到的硫酸鋁結(jié)晶與上述氫氧化鋁混合，經(jīng)過900-1200°C煅燒，得到氧化鋁；
(7)熔融電解:將上述得到的氧化鋁采用傳統(tǒng)的熔融電解法電解，得到金屬鋁。
[0007]—種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的活化劑是由下述重量份的原料組成的:氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸鈉7-10份、松香1-2份；所述的活化劑與粉煤灰原料、水的重量比例為1-2:100:36-40ο
[0008]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的熟化溫度為130_200°C。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
傳統(tǒng)的粉煤灰活化大多都用混合焙燒的方法，能耗較高，本發(fā)明先將粉煤灰在液體活化劑中活化，再焙燒的方法，可以在短時間、較低溫度下達(dá)到活化效果，且不含有毒物質(zhì)，加入的各元素不會影響鋁的純度；
本發(fā)明的方法能耗低，鋁的溶出率高，過程中無有害廢液產(chǎn)生，降低了生產(chǎn)成本，安全環(huán)保，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1:
本發(fā)明采用的粉煤灰中的化學(xué)成分組成為:
S12 53.17% ；
Al2O3 24.62% ；
Fe2O3 10.68% ；
CaO 4.01% ；
MgO 2.14% ；
SO3 0.13% ；
剩余的為燒失量。
[0011]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于包括以下步驟:
(O熟化:將粉煤灰研磨至細(xì)度為200-300目，加入活化劑、水，攪拌均勻，送入熟化槽內(nèi)堆放2天進(jìn)行高溫熟化；
(2)濕法焙燒:將熟化料在常溫常壓下攪拌浸出，在700°C下加熱至水干，送入馬弗爐中，1000 °C下焙燒46分鐘；
(3)酸化焙燒:將上述焙燒料冷卻至常溫，加入濃度為95%的硫酸，攪拌均勻，在270°C下加熱焙燒40分鐘；
(4)蒸發(fā)結(jié)晶:將上述焙燒料過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)，待其密度為1.27時，停止蒸發(fā)，結(jié)晶析出硫酸銷;
(5)提取氫氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶后的物料進(jìn)行過濾分離，調(diào)整濾液PH值為4-5，經(jīng)沉淀、過濾，將濾渣洗滌、烘干，得到氫氧化鋁；
(6)制備氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶過濾得到的硫酸鋁結(jié)晶與上述氫氧化鋁混合，經(jīng)過1200°C煅燒，得到氧化鋁；
(7)熔融電解:將上述得到的氧化鋁采用傳統(tǒng)的熔融電解法電解，得到金屬鋁。
[0012]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的活化劑是由下述重量份的原料組成的:氨基三甲叉膦酸3份、氟硅酸鈉10份、松香2份；所述的活化劑與粉煤灰原料、水的重量比例為2:100:40o
[0013]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的熟化溫度為160°C。
[0014]經(jīng)計算，采用本發(fā)明方法，鋁的提取率為84.6%。
[0015]實(shí)施例2
一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于包括以下步驟:
(O熟化:將粉煤灰研磨至細(xì)度為200目，加入活化劑、水，攪拌均勻，送入熟化槽內(nèi)堆放2天進(jìn)行高溫熟化；
(2)濕法焙燒:將熟化料在常溫常壓下攪拌浸出，在630°C下加熱至水干，送入馬弗爐中，950 °C下焙燒47分鐘；
(3)酸化焙燒:將上述焙燒料冷卻至常溫，加入濃度為95%的硫酸，攪拌均勻，在300°C下加熱焙燒36分鐘；
(4)蒸發(fā)結(jié)晶:將上述焙燒料過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)，待其密度為1.30時，停止蒸發(fā)，結(jié)晶析出硫酸銷;
(5)提取氫氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶后的物料進(jìn)行過濾分離，調(diào)整濾液PH值為4-5，經(jīng)沉淀、過濾，將濾渣洗滌、烘干，得到氫氧化鋁；
(6)制備氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶過濾得到的硫酸鋁結(jié)晶與上述氫氧化鋁混合，經(jīng)過900-1200°C煅燒，得到氧化鋁；
(7)熔融電解:將上述得到的氧化鋁采用傳統(tǒng)的熔融電解法電解，得到金屬鋁。
[0016]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的活化劑是由下述重量份的原料組成的:氨基三甲叉膦酸5份、氟硅酸鈉8份、松香I份；所述的活化劑與粉煤灰原料、水的重量比例為1:100:36o
[0017]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的熟化溫度為200°C。
[0018]經(jīng)計算，采用本發(fā)明方法，鋁的提取率為87.3%。
[0019]實(shí)施例3
一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于包括以下步驟:
(O熟化:將粉煤灰研磨至細(xì)度為200-300目，加入活化劑、水，攪拌均勻，送入熟化槽內(nèi)堆放2天進(jìn)行高溫熟化；
(2)濕法焙燒:將熟化料在常溫常壓下攪拌浸出，在630°C下加熱至水干，送入馬弗爐中，970°C下焙燒41分鐘；
(3)酸化焙燒:將上述焙燒料冷卻至常溫，加入濃度為95%的硫酸，攪拌均勻，在280°C下加熱焙燒37分鐘；
(4)蒸發(fā)結(jié)晶:將上述焙燒料過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)，待其密度為1.25時，停止蒸發(fā)，結(jié)晶析出硫酸銷;
(5)提取氫氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶后的物料進(jìn)行過濾分離，調(diào)整濾液PH值為4-5，經(jīng)沉淀、過濾，將濾渣洗滌、烘干，得到氫氧化鋁；
(6)制備氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶過濾得到的硫酸鋁結(jié)晶與上述氫氧化鋁混合，經(jīng)過900-1200°C煅燒，得到氧化鋁；
(7)熔融電解:將上述得到的氧化鋁采用傳統(tǒng)的熔融電解法電解，得到金屬鋁。
[0020]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的活化劑是由下述重量份的原料組成的:氨基三甲叉膦酸4份、氟硅酸鈉8份、松香I份；所述的活化劑與粉煤灰原料、水的重量比例為1:100:37o
[0021]一種從粉煤灰中提取鋁的方法，步驟(I)中所述的熟化溫度為180°C。
[0022] 經(jīng)計算，采用本發(fā)明方法，鋁的提取率為81.9%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于包括以下步驟: (O熟化:將粉煤灰研磨至細(xì)度為200-300目，加入活化劑、水，攪拌均勻，送入熟化槽內(nèi)堆放2-3天進(jìn)行高溫熟化； (2)濕法焙燒:將熟化料在常溫常壓下攪拌浸出，在600-700°C下加熱至水干，送入馬弗爐中，900-1000 °C下焙燒40-50分鐘； (3)酸化焙燒:將上述焙燒料冷卻至常溫，加入濃度為90-95%的硫酸，攪拌均勻，在250-300 °C下加熱焙燒30-40分鐘； (4)蒸發(fā)結(jié)晶:將上述焙燒料過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)，待其密度為1.20-1.30時，停止蒸發(fā)，結(jié)晶析出硫酸鋁； (5)提取氫氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶后的物料進(jìn)行過濾分離，調(diào)整濾液PH值為4-5，經(jīng)沉淀、過濾，將濾渣洗滌、烘干，得到氫氧化鋁； (6)制備氧化鋁:將上述蒸發(fā)結(jié)晶過濾得到的硫酸鋁結(jié)晶與上述氫氧化鋁混合，經(jīng)過900-1200°C煅燒，得到氧化鋁； (7)熔融電解:將上述得到的氧化鋁采用傳統(tǒng)的熔融電解法電解，得到金屬鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于步驟(I)中所述的活化劑是由下述重量份的原料組成的:氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸鈉7-10份、松香1-2份；所述的活化劑與粉煤灰原料、水的重量比例為1-2:100:36-40。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從粉煤灰中提取鋁的方法，其特征在于步驟(I)中所述的熟化溫度為130-200°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從粉煤灰中提取鋁的方法，包括以下步驟：熟化、濕法焙燒、酸化焙燒、蒸發(fā)結(jié)晶、提取氫氧化鋁、制備氧化鋁、熔融電解。傳統(tǒng)的粉煤灰活化大多都用混合焙燒的方法，能耗較高，本發(fā)明先將粉煤灰在液體活化劑中活化，再焙燒的方法，可以在短時間、較低溫度下達(dá)到活化效果，且不含有毒物質(zhì)，加入的各元素不會影響鋁的純度；本發(fā)明的方法能耗低，鋁的溶出率高，過程中無有害廢液產(chǎn)生，降低了生產(chǎn)成本，安全環(huán)保，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C25C3-06, C22B7-00, C22B21-00
【公開號】CN104831074
【申請?zhí)枴緾N201510252962
【發(fā)明人】孫玉壯, 張海島, 王金喜, 高康, 林明月, 孟志強(qiáng)
【申請人】河北工程大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月19日