一种利用铝灰制备氧化铝的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用铝灰制备氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将铝灰进行水解

【技术实现步骤摘要】
一种利用铝灰制备氧化铝的方法


[0001]本专利技术属于危险废弃物资源化利用
，涉及一种制备氧化铝的方法，尤其涉及一种利用铝灰制备氧化铝的方法。

技术介绍

[0002]铝灰是电解铝、铝加工和铝再生行业产生的危险废弃物，年排放量400多万吨，直接排放会造成严重的环境污染。铝灰中含有大量的氧化铝、氮化铝和金属铝等含铝资源和氟化物、氯化物以及氮化物等毒害组分。鉴于铝灰的危险性和资源性，进行铝灰资源化利用及安全处置十分必要。因铝灰中铝含量高，全部折合氧化铝高达70％，以氧化铝作为资源化利用的产品既可以实现铝灰的高值化利用，又能有效解决铝灰的安全处置问题。
[0003]CN 108585003A公开了一种利用铝灰制备片状氧化铝的方法，所述方法先将铝灰和硫酸反应，得到浸出液，再向浸出液中添加高锰酸钾除铁，最后经碱中和、过滤、干燥烧结得到氧化铝。然而所述专利技术直接利用硫酸溶解铝灰，反应不可控，以高锰酸钾除铁后用碱中和，存在氧化铝含量低，产能低的问题。
[0004]CN 108529658A公开了一种制备氢氧化铝的方法，所述方法将铝灰球磨、高压碱溶、种分和分离洗涤后得到氢氧化铝；CN 106830030A公开了一种铝灰安全高效生产氧化铝的方法，所述方法将铝灰和铝酸钠溶液反应得到一段溶出液和铝灰渣料，然后铝灰渣料和碱混合后进行焙烧，再经溶出得到二段浆料，二段浆料和一段溶出液返回拜耳法系统；CN 108239704A公开了一种二次铝灰资源化生产氧化铝的方法，所述方法将铝灰与氧化钠混合湿磨，然后用水稀释，再将稀释后得到的浆液于反应釜中高压溶出，经固液分离得到含铝溶液，最后经种分、干燥得到氧化铝。以上三种方法均以铝灰为原料，采用拜耳法生产氧化铝，因铝灰中氧化铝均为α
‑
氧化铝，存在溶解率低和杂质多的问题。
[0005]由此可见，如何提供一种利用铝灰制备氧化铝的方法，提升铝灰中活性铝的回收率和氧化铝产品的纯度，降低能耗和生产成本，拓宽工业化应用范围，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种利用铝灰制备氧化铝的方法，所述方法提升了铝灰中活性铝的回收率和氧化铝产品的纯度，降低了能耗和生产成本，拓宽了工业化应用范围。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种利用铝灰制备氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)将铝灰进行水解
‑
酸解处理，先后得到水解滤洗液与酸解滤洗液；
[0010](2)将步骤(1)所得水解滤洗液与酸解滤洗液分别独立地进行蒸发处理，分别对应地得到水解母液与酸解母液；
[0011](3)混合步骤(2)所得水解母液与酸解母液，分离洗涤后得到滤饼；
[0012](4)将步骤(3)所得滤饼进行后处理，得到氧化铝产品。
[0013]本专利技术采用水解
‑
酸解处理铝灰，实现了铝灰中氮化物和活性铝的高效脱除，并将所得水解滤洗液与酸解滤洗液分别进行蒸发处理，最终混合所得水解母液与酸解母液，实现了铝灰中活性铝的充分回收并制备氧化铝。本专利技术中涉及的所有反应均为常压反应，条件温和、能耗低，实现了铝灰中活性铝的充分回收，制备的氧化铝杂质少，纯度高，工业化应用前景广阔。
[0014]本专利技术中，步骤(1)所述水解
‑
酸解处理为本领域常规的技术手段，只要能够实现对铝灰的水解和酸解即可，故在此不做具体限定。例如可以采用CN110040755A中实施例1公开的催化水解
‑
酸解工艺对铝灰进行水解
‑
酸解处理。
[0015]优选地，步骤(2)所述水解母液的pH为9
‑
10，例如可以是9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]本专利技术中，只要能够实现水解滤洗液经过蒸发处理后所得水解母液的pH在9
‑
10范围内即可，故在此不对蒸发处理的具体条件做特殊限定。
[0017]优选地，步骤(2)所述酸解母液的pH为2
‑
3，例如可以是2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]本专利技术中，只要能够实现酸解滤洗液经过蒸发处理后所得酸解母液的pH在2
‑
3范围内即可，故在此不对蒸发处理的具体条件做特殊限定。
[0019]优选地，步骤(3)所述混合的方式为将水解母液加入酸解母液中。
[0020]本专利技术中，将水解母液加入酸解母液中而非将酸解母液加入水解母液中，这种混合方式的有益效果为：因沉淀物是氢氧化铝，水解母液向酸解母液中加入是酸过量，溶液由酸性向中性转变，沉淀物逐渐增加，容易控制；若酸解母液向水解母液中加入是碱过量，溶液由碱性向中性转变，沉淀物生成后又溶解，而酸解母液过量也会出现相同现象，因此，酸解母液向水解母液中加入会导致生成的氢氧化铝溶解，进而导致生成的氧化铝纯度降低。
[0021]优选地，步骤(3)所述水解母液与酸解母液混合后溶液的pH为6
‑
7，例如可以是6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9或7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]本专利技术中，只要能够实现水解母液与酸解母液混合后溶液的pH在6
‑
7范围内即可，故在此不对水解母液与酸解母液的混合比例做具体限定。
[0023]优选地，步骤(3)所述混合的温度为25
‑
60℃，例如可以是25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，步骤(3)所述分离洗涤为依次进行的固液分离与洗涤。
[0025]优选地，所述固液分离包括真空抽滤和/或立式压滤。
[0026]优选地，所述洗涤的水量为滤饼质量的1
‑
3倍，例如可以是1倍、1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍、2倍、2.2倍、2.4倍、2.6倍、2.8倍或3倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，步骤(3)所述分离洗涤所得滤洗液经过梯级蒸发结晶，用于制备盐类。
[0028]本专利技术中，所述梯级蒸发结晶的具体过程为：将所述滤洗液加热到100℃，并保持加热状态，待出现大量晶体后快速过滤得到一种盐，然后再将所得滤液继续加热至蒸干得到另一种盐。
[0029]本专利技术中，所述滤洗液经过梯级蒸发结晶制得的盐类包括但不限于氯化钠和/或氯化钾。
[0030]优选地，步骤(4)所述后处理为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用铝灰制备氧化铝的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将铝灰进行水解
‑
酸解处理，先后得到水解滤洗液与酸解滤洗液；(2)将步骤(1)所得水解滤洗液与酸解滤洗液分别独立地进行蒸发处理，分别对应地得到水解母液与酸解母液；(3)混合步骤(2)所得水解母液与酸解母液，分离洗涤后得到滤饼；(4)将步骤(3)所得滤饼进行后处理，得到氧化铝产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水解母液的pH为9
‑
10；优选地，步骤(2)所述酸解母液的pH为2
‑
3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述混合的方式为将水解母液加入酸解母液中；优选地，步骤(3)所述水解母液与酸解母液混合后溶液的pH为6
‑
7。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述混合的温度为25
‑
60℃。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述分离洗涤为依次进行的固液分离与洗涤；优选地，所述固液分离包括真空抽滤和/或立式压滤；优选地，所述洗涤的水量为滤饼质量的1
‑
3倍。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述分离洗涤所得滤洗液经过梯级蒸发结晶，用于制备盐类。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会泉，李占兵，李少鹏，王新建，刘青青，刘朋，孙振华，董国强，黄形中，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：