从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液及预处理方法技术

本发明专利技术公开了从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液及预处理方法，涉及对固体废弃物粉煤灰资源化利用的技术领域；所述重液包括三溴甲烷和乙醇，所配重液密度为1.8‑2.4 g/cm3；预处理方法包括重液配置、离心分离、过滤、常压蒸馏、重液回收、粉煤灰干燥的过程；本发明专利技术提供了一种对粉煤灰进行浮沉预处理将其分为两个密度级的方法，所选重液易于配置并可循环利用，节约成本的同时不对周围环境造成污染，分选所得高密度级粉煤灰所含铝锂镓含量大幅度提高，同时减少进入提取工艺的处理量，可实现粉煤灰的合理高效利用，可用于从粉煤灰提取铝锂镓时对粉煤灰预处理的过程，可对铝锂镓元素进行有效富集。

Heavy liquid and pretreatment method for extracting aluminum lithium gallium from fly ash

The invention discloses a heavy liquid for pre-enrichment and a pretreatment method for extracting aluminum, lithium and gallium from fly ash, which relates to the technical field of resource utilization of solid waste fly ash; the heavy liquid comprises tribromethane and ethanol with a density of 1.8_2.4 g/cm 3; and the pretreatment method includes heavy liquid configuration, centrifugal separation, filtration, and so on. The process of atmospheric distillation, heavy liquid recovery and fly ash drying; the invention provides a method for flotation and sedimentation pretreatment of fly ash and dividing the fly ash into two density classes; the selected heavy liquid is easy to be disposed and recycled; the cost is saved and the surrounding environment is not polluted; the aluminum and lithium contained in the high density fly ash is sorted. The content of gallium is greatly increased and the amount of treatment entering the extraction process is reduced. The reasonable and efficient utilization of fly ash can be realized. It can be used in the pretreatment process of fly ash when extracting Al-Li-Ga from fly ash, and the Al-Li-Ga element can be effectively enriched.

【技术实现步骤摘要】
从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液及预处理方法
本专利技术涉及对固体废弃物粉煤灰资源化利用的
，尤其涉及一种从粉煤灰中提取铝锂镓的预处理用重液及预处理方法。
技术介绍
伴随着我国煤电行业的发展，中国的年均粉煤灰释放量接近6亿吨，但仍有接近1亿吨的粉煤灰得不到合理的处置与利用，尤其是在山西、内蒙、新疆等电厂富集区域，因此粉煤灰的合理利用是一个亟待解决的环保及资源高效利用课题。随着对粉煤灰研究的逐渐深入，粉煤灰中有益元素的提取已成为一种高效且具有经济效益的利用方向。神华准格尔能源公司采用酸法提镓工艺成功的在其中试线生产出第一批金属镓，大唐国际成功的从准格尔燃煤电厂的高铝粉煤灰中提取出铝。当前高铝粉煤灰铝锂镓综合利用过程主要为烧结法和酸法，专利CN102249253B公开了“高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法”，专利CN103382531B公开了“一种从高铝粉煤灰生产氧化铝工艺母液中富集镓的方法”，CN102923742和CN102923743分别公开了一种碱法焙烧和酸法焙烧提取锂的方法。以上所述方法中烧结法能耗高，焙烧后处理工序较长，而酸法对设备的要求较高,要求其较高的耐腐蚀性。由于上述方法处理工艺具有流程较长，成本较高的特点，因此提高入选粉煤灰质量，减少处理量尤为重要。电厂粉煤灰中大部分为普通粉煤灰其中三氧化二铝的含量未达到高铝粉煤灰中50%的标准，但是其中又存在较高的锂镓含量达到工业利用价值，全部入选会提高生产负荷，进行浮沉试验选取密度大的部分飞灰进入生产线是一种有效可行的方法。粉煤灰颗粒极细，密度分级比较困难，选用无机氯化锌溶液对样品具有腐蚀性，且氯化锌易于粘附于细粒径的粉煤灰中难于去除，因此通常采用有机溶剂来做重液。四氯化碳与苯按照不同体积比配置1.5g/cm3及以下密度段的重液，三溴甲烷与四氯化碳按照不同体积比配置1.6g/cm3及以上密度段的重液。有机试剂按照不同比例混合后分离回收困难并且存在严重的环境污染，同时重新利用时使新配得的重液密度不准确。因此在对粉煤灰进行密度分级时，尚未发现有效的分离介质。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，目的在于提供一种从粉煤灰中提取铝锂镓时，对粉煤灰的预处理方法以及用于预处理中的重液的配置，使待提取的铝锂镓元素得以富集，可以减少进入提取工艺的粉煤灰处理量，同时提高入选粉煤灰中铝锂镓元素的含量。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：用于从粉煤灰提取铝锂镓用的重液，所述的重液包括三溴甲烷和乙醇，所配重液密度为1.8-2.4g/cm3。优选的从燃烧完全呈灰白色的粉煤灰中提取铝锂镓所使用的重液的密度为2.0-2.4g/cm3。优选的从燃烧不完全呈灰黑色的粉煤灰中提取铝锂镓所使用的重液的密度为1.8-2.0g/cm3。从粉煤灰中提取铝锂镓的预处理方法，包括以下步骤：a）重液配置：将三溴甲烷与乙醇进行混合配置重液，混合后形成的重液的密度为1.8-2.4g/cm3；b）离心分离：将重液加入离心机的离心管中，之后将粉煤灰加入离心管中进行离心分离，得到浮物悬浊液与沉物悬浊液；c）过滤：将所得浮物悬浊液与沉物悬浊液分别过滤进行固液分离，将得到的液相混合得到总液相，得到的固相分别为浮物固相与沉物固相；d）常压蒸馏：将总液相进行蒸馏，分离出乙醇与三溴甲烷；e）干燥：将浮物固相与沉物固相分别进行干燥，干燥后得到的沉物固相干燥物作为铝锂镓提取的原材料。优选的，所述的离心分离，离心转速为2000-3000r/min，离心时间为15-30min；离心管中重液占离心管体积的三分之一，粉煤灰占离心管体积的三分之一，剩余三分之一为离心运转空间。优选的，所述的过滤采用真空过滤机。优选的，所述的蒸馏温度为78-80℃。更优的，所述的蒸馏温度为78-78.5℃。优选的，所述的干燥温度为70-80℃。干燥后得到的浮物固相干燥物可用于建筑等其它用途。三溴甲烷(CHBr3)的密度为2.89g/cm3，其比重大为、粘度小，故其被广泛用于比重小于2.89g/cm3矿物按比重分离时的分离介质。三溴甲烷在乙醇中的溶解度很大，而在水中溶解度又很小，将三溴甲烷与乙醇进行配置得到的重液对粉煤灰进行浮沉处理，可以有效对待提取的铝锂镓元素进行富集。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：1）本专利技术在利用粉煤灰提取铝锂镓的过程中，增加浮沉预处理的工序，可以大幅提高粉煤灰中铝锂镓的含量，同时有利于减少进入后续提取工艺的粉煤灰处理量。2）本专利技术中重液采用三溴甲烷与乙醇配制，乙醇无毒且成本低廉避免了有毒有机溶剂的使用和残留。3）本专利技术中乙醇与三溴甲烷均可回收循环使用，不外排污染环境，同时重液可以重复使用，降低生产成本。4）本专利技术中根据密度的大小，将干燥后的粉煤灰分选后分别利用，密度大的沉物粉煤灰用于铝锂镓元素的提取，而密度小的浮物粉煤灰中有价元素含量较低可用于建筑等其它用途，达到合理配置资源的效果。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合实施例详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不被此限制。实施例1原料采用山西太原市西山地区产出的粉煤灰，其化学成分如表1所示：表1实施例1化学成分表1）将三溴甲烷与乙醇按照体积比为2.04进行配置，制备成密度为2.4g/cm3的重液，将100ml重液加入容量为300ml的离心管中，再将100ml燃烧完全的粉煤灰加入离心管，其中，粉煤灰中的锂含量为180.81ug/g，镓含量30.66ug/g。2）在离心机中进行离心分离，离心机转速为2000r/min，离心时间为20min。3）将离心分离所得浮物悬浊液与沉物悬浊液分别在真空过滤机中过滤，过滤过程中加入乙醇溶液冲洗粘附于粉煤灰颗粒上的有机溶剂。4）将过滤所得液相蒸馏，温度为78.5℃。5）将温度为78.5℃所得馏分乙醇冷却回收，剩余液相为三溴甲烷。将蒸馏所得乙醇与三溴甲烷返回重液配置系统重新利用。6）将过滤所得浮物悬浊液中的固相与沉物悬浊液中的固相干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为1h。干燥后的沉物粉煤灰中铝含量为21.35%，锂含量为226.13ug/g，镓含量为38.71ug/g，作为下一步元素提取的原材料。实施例2原料采用山西太原市西山地区某电厂产出的粉煤灰，其化学成分如表2所示：表2实施例2化学成分表1）将三溴甲烷与乙醇按照体积比为0.92进行配置，制备成密度为1.8g/cm3的重液，将100ml重液加入容量为300ml的离心管中，再将100ml燃烧完全的粉煤灰加入离心管，其中，粉煤灰中的铝含量为锂含量为112.63ug/g，镓含量31.37ug/g。2）在离心机中进行离心分离，离心机转速为3000r/min，离心时间为30min。3）将离心分离所得浮物悬浊液与沉物悬浊液分别在真空过滤机中过滤，过滤过程中加入乙醇溶液冲洗粘附于粉煤灰颗粒上的有机溶剂。4）将过滤所得液相蒸馏，温度为78℃。5）将温度为78℃所得馏分乙醇冷却回收，剩余液相为三溴甲烷。将蒸馏所得乙醇与三溴甲烷返回重液配置系统重新利用。6）将离心分离所得固相浮物粉煤灰与沉物粉煤灰在干燥箱中干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为1h。干燥后的沉物粉煤灰中铝含量为30.92%，锂含量为186.13ug/g，镓含量为42.49ug/g，作为下一步元素提取的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液，其特征在于：所述的重液包括三溴甲烷和乙醇，所配重液密度为1.8‑2.4 g/cm3。

【技术特征摘要】
1.从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液，其特征在于：所述的重液包括三溴甲烷和乙醇，所配重液密度为1.8-2.4g/cm3。2.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液，其特征在于：从燃烧完全呈灰白色的粉煤灰中提取铝锂镓所使用的重液的密度为2.0-2.4g/cm3。3.根据权利要求1所述的从粉煤灰中提取铝锂镓的预富集用重液，其特征在于：从燃烧不完全呈灰黑色的粉煤灰中提取铝锂镓所使用的重液的密度为1.8-2.0g/cm3。4.从粉煤灰中提取铝锂镓的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：a）重液配置：将三溴甲烷与乙醇进行混合配置重液，混合后形成的重液的密度为1.8-2.4g/cm3；b）离心分离：将重液加入离心机的离心管中，之后将粉煤灰加入离心管中进行离心分离，得到浮物悬浊液与沉物悬浊液；c）过滤：将所得浮物悬浊液与沉物悬浊液分别过滤进行固液分离，将得到的液相混合得到总液相，得到的固相分别为浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓓蕾，曾凡桂，刘云霞，贾鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14