一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法技术

本发明专利技术涉及粉煤灰综合开发利用技术，具体涉及一种从粉煤灰提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法。将粉煤灰与盐酸反应，过滤出含有SiO2的沉淀，滤液用氢氧化钠调pH，分离出可溶的偏铝酸钠，再用盐酸沉淀出氢氧化铝，焙烧制备得到氧化铝。氧化硅用碱溶解，盐酸再沉淀烘干制得。氧化铁经过氢氧化铁焙制得。本发明专利技术对粉煤灰中化学成分含量要求只需要氧化铝10‑22％，氧化硅45‑55％，氧化铁10‑22％即可，具有溶剂浓度低、能耗低、氧化铝提取率高，工艺流程简单，生产成本低，原料不要求高铝粉煤灰，多种有用物质同时提取、过程废弃物可以实现零排放，避免生产有毒气体，不对环境造成二次污染的工艺特点。

A method of extracting alumina from fly ash to produce silicon oxide and iron oxide

【技术实现步骤摘要】
一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法
本专利技术涉及粉煤灰综合开发利用技术，具体涉及一种从粉煤灰提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法。
技术介绍
粉煤灰是燃煤发电厂从锅炉底部和锅炉尾部烟道排出的一种固体废弃物，是目前世界上排放量最大的工业固体废弃物，由于缺乏有效的回收利用措施，堆积的粉煤灰对大气、水体、土壤等都造成了严重的污染。粉煤灰在灰厂经过长时间的堆积，粉煤灰中的微量元素、重金属及放射性元素等有害成分迁移、扩散，污染土壤和地表及地下水，甚至转移到农作物中，危害到人和动物的健康，而且还占用大量的土地资源。粉煤灰的主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3以及CaO、TiO2、C和其它多种微量元素。粉煤灰中Al2O3和SiO2的质量分数可达80％以上,因此开展粉煤灰综合利用的研究，从粉煤灰中提取氧化铝、二氧化硅及氧化铁实现粉煤灰资源化，不但能提高粉煤灰的综合利用价值，而且对于保护土地资源、减少或消除环境污染实现循环经济具有重大的意义。中国专利CN101041450B“利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺”以碳酸钠为配料，在中温下使高铝粉煤灰分解，生成酸溶性铝硅酸盐物料；将该烧结物料以稀硫酸进行酸浸，使高铝粉煤灰中的氧化铝和氧化硅分离；所得含铝液体部分经进一步处理生成氢氧化铝沉淀，经煅烧制成氧化铝，含硅胶体部分经纯化洗涤、干燥、煅烧，制成白炭黑、氧化硅气凝胶、超细氧化硅、多孔氧化硅等无机硅化合物产品；中国专利CN103058239B“一种从粉煤灰中提取氧化铝和白炭黑的方法”采用氢氧化钠浸提非晶态二氧化硅、碳酸化分离硅酸、碳酸钠回收、残渣烧结、盐酸浸提氧化铝和分离硅酸等步骤，实现了从粉煤灰中提取二氧化硅和氧化铝用于生产白炭黑和氧化铝；中国专利CN101759210B“一种从粉煤灰中提取高纯度氧化铝及硅胶的方法”采用循环活化、浸取、碳分、碳酸钠及水回收、硅铝分离、热解、盐酸回收等步骤，实现了从粉煤灰中获得高纯度氧化铝与硅胶；类似的还有中国专利CN101254933B“从粉煤灰中提取高纯氧化铝及硅胶的方法”，上述工艺可使粉煤灰中氧化铝和二氧化硅的提取率达到90％以上，但这些方法受到化学条件的限制，酸、碱消耗量很大，且不能循环，原料成本很高，造成这些技术很难进行产业化。中国专利CN103663516B“一种利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的方法”公布了一种利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的方法，采用深度脱硅和两步亚熔盐溶出工艺，该工艺可以实现粉煤灰中铝和硅组分的充分利用，但工艺流程复杂，操作困难，采用两步预脱硅处理，还采用了酸性活化，酸洗液回收利用困难，容易造成环境的污染，并且反应条件苛刻，能耗较大。本专利技术所要解决的技术问题是，提供了一种从粉煤灰提取氧化铝联产二氧化硅及氧化铁的方法，该方法对粉煤灰中化学成分含量要求只需要氧化铝10-22％,氧化硅45-55％,氧化铁10-22％即可，本专利技术具有溶剂浓度低、能耗低、氧化铝提取率高，工艺流程简单，生产成本低，原料不要求高铝粉煤灰，多种有用物质同时提取、过程废弃物可以实现零排放，避免生产有毒气体，不对环境造成二次污染的工艺特点。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术一种从粉煤灰提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法的技术方案为：一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征包括以下步骤：(1)将粉煤灰用浓度为20％的盐酸按照质量比为1:6的比例进行混合。将混合溶液放置在烧瓶中，然后将烧瓶浸入95℃水浴中，再将搅拌器插入含有混合溶液的烧瓶中，以搅拌速度为250rpm，搅拌2小时，过滤器分离滤液和固体残留物备用；(2)将(1)步的过滤液用浓度为8mol/L氢氧化钠溶液调节pH至12，然后通过过滤器进行过滤分离，过滤后的固体残留物备用，含有NaAlO2的过滤液用浓度为20％的盐酸将pH值调节到5.4，，再通过过滤器进行过滤分离，将分离后的Al(OH)3在110℃进行烘干2个小时后，再进行焙烧制得γ-Al2O3。(3)将(1)步中的含有SiO2的分离过滤残留物和浓度为8mol/L氢氧化钠溶液，按照质量比为1:9的比例进行混合，将混合溶液放置烧瓶中，将烧瓶放入75℃水浴中进行搅拌，以搅拌速度为200rpm，搅拌2小时。然后通过过滤器进行过滤分离，过滤后的溶液用浓度为为20％的盐酸溶液调整pH＝1，将过滤后的固体物在110℃进行烘干2个小时得到二氧化硅；(4)将(2)步过滤后的残留物，用蒸馏水洗后，以升温速率为3℃/min，在温度1000℃焙烧2小时，制得氧化铁。进一步，所述(1)步粉煤灰与盐酸溶液的质量比为1:6。进一步，所述(1)步中将混合溶液放置在烧瓶中，然后将烧瓶浸入95℃水浴中，再将搅拌器插入含有混合溶液的烧瓶中，以搅拌速度为250rpm，搅拌2小时。进一步，所述(2)步中采用浓度为8mol/L氢氧化钠溶液调节pH至12。进一步，所述(2)步中焙烧的升温速率为2℃/min，焙烧温度800℃，再焙烧2小时制得γ-Al2O3。进一步，将(4)步制得的氧化铁可以用来制备铁剂催化剂应用于生化污水的深度处理或制得的氧化铁颜料广泛应用于彩色水泥地砖、彩色水泥瓦、彩色水泥及水性色浆领域。进一步，将(2)步制得的氧化铝可以用作催化剂、吸附剂、催化剂载体或耐火材料等，氧化铝可作为吸附剂用于柱层析；氧化铝可作为脱水剂用于醇脱水制烯烃，氧化铝可作为催化剂载体用于三氧化二铝负载路易斯碱进行酯化催化反应。进一步，将(3)步制得的二氧化硅可以用于制造平板玻璃，玻璃制品，铸造砂，玻璃纤维，陶瓷彩釉，防锈用喷砂，过滤用砂，熔剂，耐火材料以及制造轻量气泡混凝土等。进一步，所述的粉煤灰中化学成分按质量百分比计分别为：氧化铝10-22％,氧化硅45-55％,氧化铁10-12％。优选的，一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：(1)将化学成分按质量百分比计分别为：氧化铝10-22％,氧化硅45-55％,氧化铁10-22％的粉煤灰与浓度为20％的盐酸溶液按照质量比为1:6的比例进行混合。将混合溶液放置在烧瓶中，然后将烧瓶浸入95℃水浴中，再将搅拌器插入含有混合溶液的烧瓶中，以搅拌速度为250rpm，搅拌2小时，过滤器分离滤液和固体残留物备用；(4)将(1)步的过滤液用用浓度为8mol/L氢氧化钠溶液调节pH至12，然后通过过滤器进行过滤分离，过滤后的固体残留物备用，含有NaAlO2的过滤液用浓度为20％的盐酸将pH值调节到5.4，再通过过滤器进行过滤分离，将分离后的Al(OH)3在110℃进行烘干2个小时后，再进行焙烧制得γ-Al2O3，其中焙烧温度为800℃，焙烧升温速率2℃/min，焙烧时间2小时；(5)将(1)步中的含有SiO2的分离过滤残留物和浓度为8mol/L氢氧化钠溶液，按照质量比为1:9的比例进行混合，将混合溶液放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征包括以下步骤：/n(1)将粉煤灰和浓度为20％的盐酸，按照质量比为1:6的比例进行混合。将混合溶液放置烧瓶中，然后将烧瓶浸入水浴中经搅拌器混合搅拌，然后通过过滤器分离滤液和固体残留物备用；/n(2)将(1)步过滤后的溶液用浓度为8mol/L氢氧化钠溶液调节pH到12，经过滤器进行过滤分离，过滤后的固体残留物备用，含有NaAlO

【技术特征摘要】
1.一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征包括以下步骤：
(1)将粉煤灰和浓度为20％的盐酸，按照质量比为1:6的比例进行混合。将混合溶液放置烧瓶中，然后将烧瓶浸入水浴中经搅拌器混合搅拌，然后通过过滤器分离滤液和固体残留物备用；
(2)将(1)步过滤后的溶液用浓度为8mol/L氢氧化钠溶液调节pH到12，经过滤器进行过滤分离，过滤后的固体残留物备用，含有NaAlO2的过滤液用浓度为20％的盐酸溶液将pH值调节到5.4，再通过过滤器进行过滤分离，将分离后的Al(OH)3在110℃进行烘干2个小时后进行焙烧制得γ-Al2O3；其中焙烧温度为800℃，焙烧升温速率2℃/min；
(3)将(1)步中的含有SiO2的分离过滤残留物和浓度为8mol/L氢氧化钠溶液，按照质量比为1:9的比例进行混合，将混合溶液放置烧瓶中，将烧瓶放入75℃水浴中进行搅拌，以搅拌速度为200rpm，搅拌2小时；然后通过过滤器进行过滤分离，过滤后的溶液用浓度为20％的盐酸调整pH＝1，将过滤后的固体物在110℃进行烘干2个小时得到二氧化硅；
(4)将(2)步过滤后的残留物，用蒸馏水洗后，在温度1000℃焙烧2小时，升温速率3℃/min，制得氧化铁。


2.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于所述(1)步粉煤灰与盐酸的质量比为1:6。


3.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于所述(1)步中将混合溶液放置在烧瓶中，然后将烧瓶浸入95℃水浴中反应，再将搅拌器插入含有混合溶液的烧瓶中，以搅拌速度为250rpm，搅拌2小时。


4.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于所述(2)步中采用浓度为8mol/L氢氧化钠调节pH至12。


5.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于所述(2)步中，焙烧温度为800℃，升温速率为2℃/min，焙烧2小时制得γ-Al2O3。


6.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取氧化铝联产氧化硅及氧化铁的方法，其特征在于将(4)步制得的氧化铁可以用来制备铁剂催化剂应用于生化污水的深度处理或制得的氧化铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：于谦，通拉嘎塔米尔包洛道，巴图德力格尔边巴嘎尔，孟和巴特尔普恩桑曹格乌，
申请(专利权)人：于谦，通拉嘎塔米尔包洛道，巴图德力格尔边巴嘎尔，孟和巴特尔普恩桑曹格乌，北京华电博远环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11