專利名稱：一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)電、冶金、化工綜合生產過程中所排放的固體廢棄物的綜合利用技術領域，特別涉及一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。
背景技術：
近些年來，我國的煤電工業(yè)的迅速發(fā)展，帶來了固體廢物粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，1995年粉煤灰排放量達1. 25億噸，2000 年約為1. 5億噸，到2009年，中國粉煤灰產量達到3. 75億噸，相當于當年中國城市生活垃圾總量的兩倍多。由于粉煤灰以多種形式污染環(huán)境，因此其大量排放給我國的國民經濟建設及生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力。權威部門統(tǒng)計表明，目前粉煤灰的實際利用率尚不足30%，由于我國電力供應以煤電為主，該局面短期內無法改變。為了減少粉煤灰的堆放，目前被主要用于回填、筑路、建筑等方面，盡管用灰量較大，但其消化量仍然遠遠趕不上排放量的不斷增長，且這種利用方式的經濟效益也不明顯。 因此，開辟粉煤灰更好的利用途徑，提高其利用價值，始終成為人們關注的焦點。由于粉煤灰中氧化鋁的含量僅次于二氧化硅，部分地區(qū)的粉煤灰中氧化鋁含量達到35%以上甚至更高。因此，這些高鋁粉煤灰中的氧化鋁如能被提取出來加以利用，對實現粉煤灰堆排放的減量化、無害化和資源化意義重大。目前，利用粉煤灰生產氧化鋁的方法主要包括石灰石燒結法、硫酸銨燒結法、堿石灰燒結法、酸浸法、氟化銨助溶法、微波助溶法、聯合法、拜耳法及所謂的非高溫法等，并不斷有新的專利產生。上述現有各類方法中，除了拜耳法之外，均存在嚴重缺陷要么能耗過高，難以獲取效益(堿石灰燒結法、石灰燒結法和微波助溶法等工藝)；要么氧化鋁浸取率過低，同樣難以獲取效益(非高溫法)；要么排渣量過大，導致過多固體廢棄物的排放，嚴重污染環(huán)境，從根本上，仍然難以獲取效益；要么工藝流程長而復雜、設備繁多、很多作業(yè)過程互相牽制，同時存在高能耗高成本等問題(聯合法等)；要么所用助劑對設備腐蝕性太強、 且助劑酸回收困難和其對環(huán)境易造成污染等一系列致命缺點，嚴重影響了其產業(yè)化的推廣 (酸浸法、氟化銨助溶法、硫酸銨燒結法等)。與已有的其他方法相比，拜爾法雖然流程相對簡單、投資和能耗相對最低，目前有 90%以上的氧化鋁是用拜耳法生產的，但該方法的嚴重缺點是只適用于高鋁硅比的三水鋁石型鋁土礦的處理。而粉煤灰中的氧化鋁存在形式既非三水鋁石型礦物，鋁硅比(A/S)又低，因此該方法根本無法應用于對粉煤灰中氧化鋁的提取。綜上所述，目前需要解決的關鍵問題是如何降低能耗及生產成本、減少廢棄物的排放問題。本發(fā)明目的就是尋求到一種既能適用于粉煤灰又能夠降低能耗及生產成本、減小廢棄物的排放的提取氧化鋁的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明和以往成果相比，其特點在于通過選擇合適的煅燒溫度和煅燒時間，使得粉煤灰與碳酸鈉混合物在燒結規(guī)程中不再產生鋁硅酸鈉(Na2O · Al2O3 · 2Si02)，從而實現了只將粉煤灰中的鋁活化為可溶于水和堿溶液的鋁酸鈉，而其中的硅質成分仍然為不溶于水和堿溶液的物質，從而避免了早先專利中在燒結階段將粉煤灰中鋁和硅同時被活化的缺點，因而在浸取階段就可以直實現硅和鋁的有效分離。這樣，既解決了以前的純堿燒結法中燒結溫度高、Al2O3提取率低、硅和鋁無法直接分離，以及氧化鋁品質差等關鍵問題，又克服了拜耳法對鋁硅比(A/S)和礦石礦物類型的苛刻要求，同時還實現了燒結溫度低、燒結時間短、能有效控制鋁和硅的活化比。最終使得利用粉煤灰提取氧化鋁過程中，能耗和生產成本得到了有效降低，從而為本發(fā)明的技術推廣和實現產業(yè)化堅定了堅實的經濟技術基礎。 預計本方法的推廣使得粉煤灰提取氫氧化鋁實現產業(yè)化取得實質性突破。本發(fā)明提供的一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，目的在于克服已有的粉煤灰提取氧化鋁生產技術方法中，存在工藝過程繁雜、設備要求高、生產成本高等缺點。本發(fā)明的基本技術途徑是將粉煤灰與燒堿(NaOH)按一定比例混合研磨后，再經過焙燒、循環(huán)浸取、 沉淀過濾、助劑回收、洗滌的煅燒等步驟，提取到高純氧化鋁產品。本方法包括下列步驟(1)混合研磨按照質量百分比，將粉煤灰與Na2CO3固體按1 0. 6_1 2. 5的比例混合并研磨成100目-250目的混合物料； (2)焙燒將步驟(1)獲得的混合物料在620°C -990°C溫度條件下焙燒10分鐘-60 分鐘，得到焙燒熟料。焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接，輸出氣體可直接用于碳分；(3)循環(huán)浸取向步驟⑵獲取的焙燒熟料中加入水進行浸取。浸取條件為固液比1 6.0-1 120、浸取溫度10°C-85°C、浸取時間5分鐘-50分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液；所得濾液被循環(huán)用于對步驟( 所得焙燒熟料的浸取，浸取條件不變。循環(huán)浸取后過濾得到濾渣和循環(huán)濾液；(4)沉淀過濾當步驟(3)中循環(huán)濾液中見白色沉淀析出后停止循環(huán)浸取，并將循環(huán)濾液加熱至溫度60°C -100°C、保溫30分鐘-120分鐘后過濾，分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。循環(huán)濾液再繼續(xù)被用于步驟(3)的循環(huán)浸取，浸取條件不變。(5)碳分當步驟(4)中循環(huán)濾液有白色半透明結晶析出時終止浸取，并將該循環(huán)濾液置入碳分池進行碳分。條碳分件為碳分溫度20°C-10(TC，濾液pH值7-9作為碳分終點。碳分后過濾，分別得到Na2CO3溶液和氫氧化鋁。(6)助劑及水回收將步驟(5)所得Na2CO3溶液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，即可回收碳酸鈉助劑，并可直接用于步驟(1)。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收蒸餾水；蒸餾水可用于氫氧化鋁洗滌或步驟(3)的浸取。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氫氧化鋁，進一步煅燒得到氧化鋁產品。本發(fā)明既可以使得固體廢棄物粉煤灰得到高附加值利用，同時可緩減鋁土礦資源的不足的問題。此外，生產過程中氧化鋁損失率低、能耗低、工藝過程簡捷，對設備無特殊要求，且整個工藝過程中產生的CO2以及提取氧化鋁過程中所使用的堿和水均可回收并實現循環(huán)利用，同時減少了廢棄物的排放量，因此容易實現工業(yè)化。


圖1是一種從粉煤灰中提取氫氧化鋁的方法工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述圖1是本發(fā)明的一個實施例，即一種從粉煤灰中提取氫氧化鋁的方法工藝流程圖。具體包括下列步驟。(1)按照質量百分比，將粉煤灰與Na2CO3固體按1 0. 6_1 2. 5的比例混合并研磨成100目-250目的混合物料；(2)將步驟(1)獲得的混合物料在620°C _990°C溫度條件下焙燒10分鐘60分鐘， 得到焙燒熟料；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接，回收二氧化碳氣體直接用于碳分；燒結過程中發(fā)生的主要化學反應如下Al203+Na2C03 = 2NaA102+C02 個(3)向步驟( 獲取的焙燒熟料中加入水進行浸取。浸取條件為固液質量比 1 6.0-1 120、浸取溫度10°C-85°C、浸取時間5分鐘-50分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液；所得濾液被循環(huán)用于對步驟( 所得焙燒熟料的浸取，浸取條件不變。循環(huán)浸取后過濾得到濾渣和循環(huán)濾液；按照如下公式計算鋁土礦中Al2O3的浸取率GG=(濾液中Al2O3量/鋁土礦中所含Al2O3總量)XlOO% ；其中G是Al2O3浸取率。(4)當步驟(3)中循環(huán)濾液中見白色(Al(OH)3)析出后，循環(huán)濾液加熱至溫度 600C -100°C并保溫30分鐘-120分鐘后進行過濾，其中所含的鋁酸鈉有60-90%轉化分解形成Al (OH)3沉淀析出。過濾后，分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。循環(huán)濾液可繼續(xù)被用于步驟(3)的循環(huán)浸取，浸取條件不變。(5)當步驟(4)中循環(huán)濾液NaOH過飽和時終止浸取，并將該循環(huán)濾液置入碳分池進行碳分。碳分溫度20°C-100°C，濾液pH值7-9作為碳分終點。至此，循環(huán)濾液中剩余的鋁酸鈉也轉化為Al (OH) 3被沉淀析出。過濾分別得到Na2CO3溶液和氫氧化鋁。(6)將步驟(5)所得Na2CO3溶液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，即可回收碳酸鈉?；厥盏奶妓徕c可直接用于步驟(1) ；Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收蒸餾水。蒸餾水可用于氫氧化鋁洗滌或步驟(3)的浸取。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氫氧化鋁產品，進一步煅燒得到氧化鋁。以下是發(fā)明人給出的實施例，需要說明的是，這些實施例是一些較優(yōu)的實例，本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1(1)將煤粉爐粉煤灰與碳酸鈉固體按1 0. 6的比例混合并研磨成100目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在620°C溫度條件下焙燒60分鐘，得到焙燒熟料。焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 6，在10°C溫度條件下浸取50分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率70%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率72%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在75% _80%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第7份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al (OH) 3析出，加熱該濾液至溫度60°C保持120分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中 75%的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第10份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟⑵輸出的CO2進行碳分。碳分溫度20°C，濾液pH值達到7后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。實施例2 (1)將煤粉爐粉煤灰與碳酸鈉固體按1 2. 5的比例混合并研磨成250目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在990°C溫度條件下焙燒10分鐘，得到焙燒熟料。 焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 120，在85°C溫度條件下浸取5分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率75%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率77%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在77% _80%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第21份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al (OH)3析出，加熱該濾液至溫度100°C保持30分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中 76%的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第23份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟(2)輸出的CO2進行碳分。碳分溫度100°C，濾液pH值達到9后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。實施例3 (1)將煤粉爐粉煤灰與碳酸鈉固體按1 2. 3的比例混合并研磨成150目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在720°C溫度條件下焙燒50分鐘，得到焙燒熟料。 焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 15，在20°C溫度條件下浸取40分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率79%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率80%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在81% _84%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第15份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al(OH)JF出，加熱該濾液至溫度70°C保持40分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中82% 的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第18份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟(2)輸出的CO2進行碳分。碳分溫度251，濾液？!1值達到8.8后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。實施例4 (1)將流化床粉煤灰與碳酸鈉固體按1 0. 6的比例混合并研磨成100目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在620°C溫度條件下焙燒60分鐘，得到焙燒熟料。 焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 6，在10°C溫度條件下浸取50分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率72%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率73%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在75% _78%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第7份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al (OH) 3析出，加熱該濾液至溫度60°C保持120分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中 75%的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第10份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟⑵輸出的CO2進行碳分。碳分溫度20°C，濾液pH值達到7后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。實施例2 (1)將流化床粉煤灰與碳酸鈉固體按1 2. 5的比例混合并研磨成250目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在990°C溫度條件下焙燒10分鐘，得到焙燒熟料。 焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 120，在85°C溫度條件下浸取5分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率72%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率74%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在73% _76%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第21份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al (OH)3析出，加熱該濾液至溫度100°C保持30分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中 74%的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第23份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟(2)輸出的CO2進行碳分。碳分溫度100°C，濾液pH值達到9后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。
(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。實施例6 (1)將流化床粉煤灰與碳酸鈉固體按1 2. 3的比例混合并研磨成150目的混合物料。(2)將步驟(1)獲得的混合物料在720°C溫度條件下焙燒50分鐘，得到焙燒熟料。 焙燒熟料分為質量相同的若干等份備用；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接， 回收二氧化碳氣體直接用于碳分。(3)在第一份焙燒熟料中加入適量的水，并使固液質量比為1 15，在20°C溫度條件下浸取40分鐘。浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液。經測定，濾液中氧化鋁浸取率75%， 二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。將第2份焙燒熟料置入所得濾液中繼續(xù)進行浸取，浸取條件不變。浸取后過濾，分別得到濾渣和循環(huán)濾液；經測定，濾液中氧化鋁浸取率80%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。利用浸取后形成的循環(huán)濾液繼續(xù)逐份對焙燒熟料進行浸取，浸取條件不變。經測定，氧化鋁浸取率保持在75% _76%，二氧化硅、氧化鐵等其他成分浸取率均為零。(4)循環(huán)浸取至第15份焙燒熟料之后，循環(huán)濾液見Al(OH)JF出，加熱該濾液至溫度70°C保持40分鐘，過濾后分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。經分析計算，至此，物料中75% 的氧化鋁被提取出來。(5)循環(huán)浸取至第18份焙燒熟料后，循環(huán)濾液中氫氧化鈉過飽和，將該濾液置入碳分池，利用步驟(2)輸出的CO2進行碳分。碳分溫度251，濾液？!1值達到8.8后停止碳分并過濾。濾液為Na2CO3溶液，濾渣為氫氧化鋁。經分析計算，循環(huán)濾液中剩余的鋁離子也轉化為氫氧化鋁被提取出來。(6)將步驟(5)所得的過飽和Na2CO3循環(huán)濾液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，回收到碳酸鈉。Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收到蒸餾水。(7)洗滌與煅燒。用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁，獲得高純氧化鋁產品。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求
1.一種從粉煤灰中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于，包括下列步驟(1)混合研磨按照質量百分比，將粉煤灰與Na2CO3固體按1 0.6-1 2. 5的比例混合并研磨成50目-250目的混合物料；(2)焙燒將步驟(1)獲得的混合物料在620°C-990°C溫度條件下焙燒10-60分鐘，得到焙燒熟料；焙燒時焙燒設備接氣體輸出管并與碳分池連接，回收二氧化碳氣體直接用于碳分；(3)循環(huán)浸取向步驟( 獲取的焙燒熟料中加入水進行浸??；浸取條件為固液比 1 6.0-1 120、浸取溫度10°C-85°C、浸取時間5分鐘-50分鐘；浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液；所得濾液被循環(huán)用于對步驟( 所得焙燒熟料的浸取，浸取條件不變；循環(huán)浸取后過濾得到濾渣和循環(huán)濾液；(4)沉淀過濾當步驟C3)中循環(huán)濾液中見白色沉淀析出后停止循環(huán)浸取，并將循環(huán)濾液加熱至溫度60°C -100°C、保溫30分鐘-120分鐘后過濾，分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液； 循環(huán)濾液再繼續(xù)被用于步驟(3)的循環(huán)浸取，浸取條件不變；(5)碳分當步驟(4)中循環(huán)濾液有白色半透明結晶析出時終止浸取，并將該循環(huán)濾液置入碳分池進行碳分；條碳分件為碳分溫度20°C -100°C，濾液pH值7-9作為碳分終點； 碳分后過濾，分別得到Na2CO3溶液和氫氧化鋁；(6)助劑及水回收將步驟(5)所得Na2CO3溶液負壓蒸發(fā)結晶并烘干，即回收碳酸鈉助劑，并能直接用于步驟(1) ；Na2CO3溶液加熱負壓蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)設備接冷凝裝置和儲罐回收蒸餾水；蒸餾水可用于氫氧化鋁洗滌或步驟(3)的浸取；(7)洗滌與煅燒用步驟(6)回收的蒸餾水洗滌步驟⑷與步驟(5)得到的氫氧化鋁， 獲得高純氫氧化鋁，進一步煅燒得到氧化鋁產品。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的混合研磨條件將粉煤灰與碳酸鈉按1 0.6-1 2. 5的比例混合并研磨成50目-250目的混合物料。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟O)中的焙燒條件將步驟(1)中得的混合物料，在620°C -990°C溫度條件下焙燒10-60分鐘。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中所述的循環(huán)浸取方法及其浸取條件浸取條件為固液比1 6. 0-1 120、浸取溫度10°C _85°C、浸取時間5分鐘-50分鐘；浸取后過濾，分別得到濾渣和濾液；所得濾液被循環(huán)用于對步驟( 所得焙燒熟料的浸取，浸取條件不變。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(4)通過沉淀過濾獲取氧化鋁的方法當步驟(3)中循環(huán)濾液中見白色沉淀析出后，將循環(huán)濾液加熱至溫度6(TC-10(TC并保溫30分鐘-120分鐘后進行過濾，分別得到氫氧化鋁和循環(huán)濾液。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當步驟(4)中見白色沉淀析出時終止浸取， 并將該循環(huán)濾液置入碳分池進行碳分；條碳分件為碳分溫度20°C -10(TC，濾液pH值7-9 作為碳分終點；碳分后過濾，分別得到Na2CO3溶液和氫氧化鋁。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述粉煤灰，包括煤粉爐粉煤灰、流化床粉煤灰和其他類型的粉煤灰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法。該方法采用將粉煤灰與碳酸鈉按一定比例混合研磨后，然后通過焙燒、循環(huán)浸取、沉淀過濾、碳分、二氧化碳及助劑回收、洗滌和煅燒等步驟，從粉煤灰中提取到高純氧化鋁。該方法與其它從粉煤灰中提取氫氧化鋁的方法相比，具有氫氧化鋁的提取率高、殘渣少、能耗低、工藝過程簡捷、成本低以及產生的CO2和所使用的助劑原料均可回收并實現循環(huán)利用等一系列優(yōu)點，突破了以往粉煤灰提取氫氧化鋁工藝技術繁雜、成本高的瓶頸，為粉煤灰的高附加值開發(fā)利用開辟了新途徑。
文檔編號C01F7/02GK102180494SQ20111000230
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權日2011年1月7日
發(fā)明者潘愛芳, 馬昱昭, 馬潤勇 申請人:潘愛芳