本發(fā)明涉及金屬提取領(lǐng)域，具體而言，涉及一種從粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁和氯化鎵的方法。

背景技術(shù)：

1、煤粉爐粉煤灰是燃煤電廠(chǎng)排放的一種固體廢棄物，隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，其排放量與日俱增，粉煤灰堆放及貯存，不僅需要占用大片土地，而且危害環(huán)境，因此，大力開(kāi)發(fā)利用煤粉爐粉煤灰的潛在應(yīng)用價(jià)值，變廢為寶，變害為利，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。

2、目前，我國(guó)煤粉爐粉煤灰約是循環(huán)流化床粉煤灰的9倍，相比于循環(huán)流化床粉煤灰，煤粉爐粉煤灰提取氧化鋁的難度更大。煤粉爐粉煤灰是煤經(jīng)高溫燃燒(1300-1400℃)后迅速冷卻而成，硅鋁玻璃相保持著高溫液態(tài)結(jié)構(gòu)排列方式的介穩(wěn)結(jié)構(gòu)，因而煤粉爐粉煤灰具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，這使得煤粉爐粉煤灰中所含的氧化鋁氧化硅活性較差，難以直接溶出，需經(jīng)活化處理才能有效提取。目前研究煤粉爐粉煤灰提取鋁和鎵的方法有硫酸鹽焙燒法、硫酸浸取法、堿溶法等等。但利用上述方法提取鋁和鎵，生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種從粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁和氯化鎵的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中從粉煤灰中提取鋁和鎵成本高的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種從粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁和氯化鎵的方法，該方法包括：a)將粉煤灰與焙燒劑混合，獲得固相物料；焙燒固相物料，獲得熟料；b)利用第一鹽酸溶液浸泡熟料，固液分離，獲得除雜后熟料；利用第二鹽酸溶液浸泡除雜后熟料，固液分離，獲得溶出液；c)溶出液通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行吸附，獲得流出液和吸附樹(shù)脂，流出液為氯化鋁；d)利用第三鹽酸洗滌吸附樹(shù)脂，獲得氯化鎵；e)對(duì)流出液進(jìn)行結(jié)晶，獲得六水氯化鋁晶體；焙燒六水氯化鋁晶體，獲得氧化鋁和氯化氫氣體。

3、進(jìn)一步地，在a)中，焙燒劑包括cacl2·2h2o；優(yōu)選地，粉煤灰與焙燒劑的質(zhì)量比為0.3～2:1，更優(yōu)選為0.8～1.2:1；優(yōu)選地，固相物料的焙燒溫度為600～1200℃，更優(yōu)選為900～1100℃；優(yōu)選地，固相物料的焙燒時(shí)間為1.5～5h，更優(yōu)選為3～4h。

4、進(jìn)一步地，在b)中，第一鹽酸溶液的質(zhì)量含量為0.2％～30％，優(yōu)選為0.5％～5.0％；優(yōu)選地，第一鹽酸溶液與熟料的體積質(zhì)量比為3～10ml：1g，更優(yōu)選為4～6ml:1g；優(yōu)選地，浸泡熟料的時(shí)間為0.5～3h，更優(yōu)選為1～2h。

5、進(jìn)一步地，在b)中，第二鹽酸的質(zhì)量含量為15％～31％，優(yōu)選為20％～29％；優(yōu)選地，第二鹽酸溶液與除雜后熟料的體積質(zhì)量比為3～8ml:1g，更優(yōu)選為4～5ml:1g；優(yōu)選地，浸泡除雜后熟料的時(shí)間為0.5～5h，更優(yōu)選為1～2h；優(yōu)選地，浸泡除雜后熟料的溫度為40～160℃，更優(yōu)選為50～70℃。

6、進(jìn)一步地，在c)中，樹(shù)脂包括季銨型陰離子交換樹(shù)脂；優(yōu)選地，溶出液在樹(shù)脂中的流速為1.5～5.0bv/h，更優(yōu)選為2.0～3.5bv/h；優(yōu)選地，溶出液中鐵離子濃度為200～320g/l，更優(yōu)選為250～300g/l。

7、進(jìn)一步地，在d)中，第三鹽酸的質(zhì)量含量為0.5％-5％；優(yōu)選地，利用第三鹽酸洗滌吸附樹(shù)脂后，向洗脫液中加入氫氧化鈉，過(guò)濾后獲得富鎵溶液，加入第四鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph，獲得氯化鎵；優(yōu)選地，加入的氫氧化鈉為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的濃度為3～8mol/l，更優(yōu)選為5～6mol/l；優(yōu)選地，加入氫氧化鈉后保持0.5～4h，獲得富鎵溶液，更優(yōu)選為1～2h；優(yōu)選地，加入氫氧化鈉后的溫度為40～90℃，更優(yōu)選為60～80℃；優(yōu)選地，調(diào)節(jié)ph至1～3，獲得氯化鎵，更優(yōu)選為1.8～2.2。

8、進(jìn)一步地，在e)中，結(jié)晶包括蒸發(fā)結(jié)晶；優(yōu)選地，蒸發(fā)結(jié)晶的溫度為105～150℃，更優(yōu)選為110～120℃；優(yōu)選地，六水氯化鋁晶體的焙燒溫度為900～1150℃，更優(yōu)選為1000～1050℃；優(yōu)選地，六水氯化鋁晶體的焙燒時(shí)間為2～5h，更優(yōu)選為2.5～3h。

9、進(jìn)一步地，在d)中，加入第四鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph后，加入有機(jī)萃取劑進(jìn)行萃取、分液，獲得有機(jī)相；利用水相反萃劑對(duì)有機(jī)相進(jìn)行反萃取、分液，獲得氯化鎵。

10、進(jìn)一步地，有機(jī)萃取劑包括萃取劑和稀釋劑，萃取劑包括磷酸三丁酯和二(2-乙基己基)磷酸，稀釋劑包括磺化煤油；磷酸三丁酯與二(2-乙基己基)磷酸的體積比為1～6:1，優(yōu)選為2～3:1；萃取劑與稀釋劑的體積比為0.5～2:1；優(yōu)選地，萃取的溫度為20～30℃；優(yōu)選地，萃取的時(shí)間為10～60min。

11、進(jìn)一步地，進(jìn)行反萃取前，利用第五鹽酸溶液洗滌有機(jī)相，第五鹽酸溶液的質(zhì)量含量為25％-36％，優(yōu)選為30％-36％；優(yōu)選地，第五鹽酸與有機(jī)相的體積比為2:1；優(yōu)選地，第五鹽酸溶液的洗滌時(shí)間為10～30min；優(yōu)選地，水相反萃劑包括第六鹽酸溶液，第六鹽酸溶液的質(zhì)量含量為0.8％-5％，更優(yōu)選為1％-3％；優(yōu)選地，反萃取的溫度為20～30℃；優(yōu)選地，反萃取的時(shí)間為10～60min，更優(yōu)選為20～30min；優(yōu)選地，利用水相反萃劑進(jìn)行反萃取后，進(jìn)行濃縮后再進(jìn)行分液，獲得氯化鎵。

12、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，利用上述方法，首先利用焙燒劑與粉煤灰進(jìn)行焙燒，獲得活化處理后的熟料，在多次利用鹽酸溶液對(duì)原料進(jìn)行除雜，獲得易于結(jié)晶且純度高的六水氯化鋁晶體，從而獲得純度較高的氧化鋁和氯化鎵，減少純化工藝成本。并在制備過(guò)程中生成氯化氫氣體，實(shí)現(xiàn)鹽酸溶液的循化利用，減少原料成本。

技術(shù)特征：

1.一種從粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁和氯化鎵的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述a)中，所述焙燒劑包括cacl2·2h2o；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述b)中，所述第一鹽酸溶液的質(zhì)量含量為0.2％～30％，優(yōu)選為0.5％～5.0％；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述b)中，所述第二鹽酸的質(zhì)量含量為15％～31％，優(yōu)選為20％～29％；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述c)中，所述樹(shù)脂包括季銨型陰離子交換樹(shù)脂；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述d)中，所述第三鹽酸的質(zhì)量含量為0.5％-5％；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述e)中，所述結(jié)晶包括蒸發(fā)結(jié)晶；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述d)中，加入所述第四鹽酸溶液調(diào)節(jié)所述ph后，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)萃取劑包括萃取劑和稀釋劑，所述萃取劑包括磷酸三丁酯和二(2-乙基己基)磷酸，所述稀釋劑包括磺化煤油；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述反萃取前，利用第五鹽酸溶液洗滌所述有機(jī)相，所述第五鹽酸溶液的質(zhì)量含量為25％-36％，優(yōu)選為30％-36％；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種從粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁和氯化鎵的方法。其中，上述方法包括：a)將粉煤灰與焙燒劑混合，獲得固相物料；焙燒固相物料，獲得熟料；b)利用第一鹽酸溶液浸泡熟料，固液分離，獲得除雜后熟料；利用第二鹽酸溶液浸泡除雜后熟料，固液分離，獲得溶出液；c)溶出液通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行吸附，獲得流出液和吸附樹(shù)脂，流出液為氯化鋁；d)利用第三鹽酸洗滌吸附樹(shù)脂，獲得氯化鎵；e)對(duì)流出液進(jìn)行結(jié)晶，獲得六水氯化鋁晶體；焙燒六水氯化鋁晶體，獲得氧化鋁和氯化氫氣體。能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中從粉煤灰中提取鋁和鎵成本高的問(wèn)題，適用于金屬提取領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：杜善周,張?jiān)品?趙建強(qiáng),王凱,馬越,陳東,王永旺,高志娟,張小東,王麗萍,白健,楊磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：神華準(zhǔn)能資源綜合開(kāi)發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26