一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法技术

本发明专利技术提供一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，包括以下步骤：1)对高铝粉煤灰进行预处理，得到高铝粉煤灰熟料；2)将高铝粉煤灰熟料与调整液混合进行溶出，得到铝酸钠粗液；3)利用钠硅渣对铝酸钠粗液进行第一脱硅处理，得到第一脱硅溶液；利用氧化钙对第一脱硅溶液进行第二脱硅处理，得到铝酸钠精液；4)将铝酸钠精液分为第一铝酸钠精液和第二铝酸钠精液，向第一铝酸钠精液中通入二氧化碳气体进行碳酸化分解，得到氢氧化铝；5)利用氢氧化铝在第二铝酸钠精液中进行晶种分解，得到高白氢氧化铝。该方法以固体废弃物高铝粉煤灰为原料制备高白氢氧化铝，不仅工艺简便，而且副产物少、能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法
本专利技术涉及高白氢氧化铝的制备技术，尤其涉及一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，属于粉煤灰综合利用

技术介绍
高铝粉煤灰是指Al2O3含量高达40％左右的粉煤灰，比普通粉煤灰铝含量高一倍左右，相当于我国中低品位铝土矿A12O3的含量，仅内蒙古中西部地区煤铝共生矿产资源总量超过500亿吨，可产生高铝粉煤灰达150亿吨。另一方面，我国铝土矿资源将无法满足我国氧化铝行业的发展，因此若能将高铝粉煤灰中的Al2O3提取出来，既有利于我国氧化铝工业的可持续发展，又可解决环境污染问题，具有重大的战略意义和生态效益。高白氢氧化铝是指白度大于95％的多品种氢氧化铝，具有硬度高、耐水、阻燃、抗污性、无毒、易于二次成型、无缝焊接等优点。其可用作树脂填料，可制作光见度令人满意的装饰板、台面用人造大理石，及卫生洁具、人造玛瑙等，在填料市场有着广泛的应用。利用高铝粉煤灰生产氧化铝及综合利用的方法比较多，主要包括碱法、酸法、氨法及酸碱联合法等，具体生产方法如下：(1)碱法及酸碱联合法。碱法烧结粉煤灰提铝技术分为钙盐助剂烧结法和钠盐助剂烧结法两大类。钙盐助剂烧结法是将石灰石、石灰、石膏等钙盐中的一种或几种与粉煤灰在l200～l400℃下烧结，使粉煤灰中活性低的铝硅酸盐在高温下生成易溶于Na2CO3溶液的铝酸钙和不溶的硅酸二钙而实现铝硅分离。钠盐助熔剂烧结法是以Na2CO3为助剂在750～880℃下使高铝粉煤灰分解生成酸溶性铝硅酸盐物料，使用硫酸浸取改物料使粉煤灰中氧化铝与氧化硅分离，并进一步生产氧化铝和白炭黑。(2)氟铵助溶法。氟铵助溶法就是将粉煤灰与酸性氟化铵水溶液共热，直接破坏粉煤灰中的铝硅玻璃体和莫来石，使粉煤灰中网格结构的硅铝转变为活性硅铝进入溶液，从而提高A12O3的溶出效果。氟化铵与其中的二氧化硅反应生成氟硅酸铵，在过量氨的作用下，氟硅酸铵全部分解为二氧化硅和氟化铵，从而使A12O3从粉煤灰中分离。所得到的氧化铝粗品进一步溶于碱液，去除Fe、Ca等杂质，再经碳酸化和热解等步骤可制得较纯净的A12O3。(3)预处理—酸浸法。粉煤灰的预处理是针对非晶态玻璃体表面包裹一层坚硬的玻璃质外壳导致粉煤灰活性不高这一情况，提出采用不同的活性激发方式达到提高粉煤灰中铝元素的浸出性能的目的。粉煤灰的预处理方法主要可分为机械活化和焙烧活化两种，其中机械活化的作用机理是通过机械作用改变粉煤灰中玻璃体微珠和实心颗粒的表面特性以提高粉煤灰的浸出性能；焙烧活化的机理是通过焙烧作用消除粉煤灰在快速冷却时形成的淬火状亚稳态及表面吸水，以达到提高Al2O3活性的目的。以上几种利用高铝粉煤灰生产氧化铝方法由于工艺流程复杂、能耗高、产品单一且附加值少，或是对设备的要求高，提取氧化铝效率低等缺点，都未能大量应用于工业生产。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，该方法以固体废弃物高铝粉煤灰为原料制备高白氢氧化铝，不仅工艺简便，而且副产物少、能耗低，同时也为高铝粉煤灰的高效高值化利用提供了一条有效的技术途径。本专利技术提供一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，包括以下步骤：1)对所述高铝粉煤灰进行预处理，得到高铝粉煤灰熟料；2)将所述高铝粉煤灰熟料与调整液混合进行溶出，得到铝酸钠粗液；3)利用钠硅渣对所述铝酸钠粗液进行第一脱硅处理，得到第一脱硅溶液；利用氧化钙对所述第一脱硅溶液进行第二脱硅处理，得到铝酸钠精液；其中，所述第一脱硅处理的温度为90～170℃，所述第二脱硅处理的温度为30～90℃；4)将所述铝酸钠精液分为第一铝酸钠精液和第二铝酸钠精液，向所述第一铝酸钠精液中通入二氧化碳气体进行碳酸化分解，得到氢氧化铝；5)利用所述氢氧化铝在所述第二铝酸钠精液中进行晶种分解，得到所述高白氢氧化铝。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述调整液包括10～50g/LNa2Ok，10～50g/LNa2Oc，10～50g/LAl2O3。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述调整液与所述高铝粉煤灰熟料的液固比为(2～15)：1；控制所述溶出的温度为20～90℃，所述溶出的时间为5～60min。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述第一脱硅处理中，所述钠硅渣与所述铝酸钠粗液的质量体积比为(20～120)g：1L，所述第二脱硅处理中，所述氧化钙与所述第一脱硅溶液的质量体积比为(2～30)g：1L。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述第一脱硅处理的时间为30～200min，所述第二脱硅处理的时间为30～200min。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述碳酸化分解的温度为50～90℃，所述碳酸化分解的时间为30～200min。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述碳酸化分解中，所述二氧化碳气体的浓度为10～100％。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述晶种分解的种子系数为(2～7)：1。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述晶种分解的温度为30～70℃，所述晶种分解的时间为20～50h。如上所述的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其中，所述预处理包括依次对所述高铝粉煤灰进行预脱硅处理和碱石灰烧结处理。本专利技术的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，先对高铝粉煤灰进行预处理，即将高铝粉煤灰预脱硅后和碱石灰混合在高温条件下烧结，得到高铝粉煤灰熟料；再用稀碱溶液溶出高铝粉煤灰熟料可得到铝酸钠溶液，对铝酸钠溶液进行一段脱硅，二段脱硅，然后往溶液中通入CO2气体即可析出氢氧化铝；将碳酸化分解得到的氢氧化铝作为种子进行晶种分解，得到高品质的的高白氢氧化铝。本专利技术的利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法能够有效处理工业固废，采用低温常压溶出和两段脱硅工艺，得到的铝酸钠精液，再对铝酸钠精液碳酸化分解和晶种分解得到高品质的高白氢氧化铝产品，达到了粉煤灰的高附加值利用的目的，同时各个环节的产物都可以进行各流程的循环利用，为高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝提供了一条经济有效的技术途径。通过本专利技术制备得到的的高白氢氧化铝白度高、吸油值低、晶相纯，可用于用量大和应用广的无机阻燃添加剂。附图说明图1为本专利技术利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法的流程图。如图1所示，本专利技术利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，包括以下步骤：S101：对高铝粉煤灰进行预处理，得到高铝粉煤灰熟料。具体地，预处理包括预脱硅处理和碱石灰烧结处理。其中，预脱硅处理能够有效提高粉煤灰的铝硅比，其不仅提高了粉煤灰的品位，还提高了氧化铝生产系统的经济性。当然，预脱硅处理更是硅资源高效协同利用的必要措施。上述的预脱硅处理可以与常规方法相同，即，将高铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对所述高铝粉煤灰进行预处理，得到高铝粉煤灰熟料；2)将所述高铝粉煤灰熟料与调整液混合进行溶出，得到铝酸钠粗液；3)利用钠硅渣对所述铝酸钠粗液进行第一脱硅处理，得到第一脱硅溶液；利用氧化钙对所述第一脱硅溶液进行第二脱硅处理，得到铝酸钠精液；其中，所述第一脱硅处理的温度为90～170℃，所述第二脱硅处理的温度为30～90℃；4)将所述铝酸钠精液分为第一铝酸钠精液和第二铝酸钠精液，向所述第一铝酸钠精液中通入二氧化碳气体进行碳酸化分解，得到氢氧化铝；5)利用所述氢氧化铝在所述第二铝酸钠精液中进行晶种分解，得到所述高白氢氧化铝。

【技术特征摘要】
1.一种利用高铝粉煤灰制备高白氢氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对所述高铝粉煤灰进行预处理，得到高铝粉煤灰熟料；2)将所述高铝粉煤灰熟料与调整液混合进行溶出，得到铝酸钠粗液；3)利用钠硅渣对所述铝酸钠粗液进行第一脱硅处理，得到第一脱硅溶液；利用氧化钙对所述第一脱硅溶液进行第二脱硅处理，得到铝酸钠精液；其中，所述第一脱硅处理的温度为90～170℃，所述第二脱硅处理的温度为30～90℃；4)将所述铝酸钠精液分为第一铝酸钠精液和第二铝酸钠精液，向所述第一铝酸钠精液中通入二氧化碳气体进行碳酸化分解，得到氢氧化铝；5)利用所述氢氧化铝在所述第二铝酸钠精液中进行晶种分解，得到所述高白氢氧化铝。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整液包括10～50g/LNa2Ok，10～50g/LNa2Oc，10～50g/LAl2O3。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整液与所述高铝粉煤灰熟料的液固比为(2～15)：1；控制所述溶出的温度为20～90℃，所述溶出的时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊民，公彦兵，张廷安，吕国志，
申请(专利权)人：大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心，东北大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15