从粉煤灰中提取氧化铝的方法技术

本发明专利技术提供了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法。该方法包括：将粉煤灰与含有氯化钠的盐水进行混合，得到粉煤灰颗粒进行两段流态化焙烧，得到活化产物通入二氧化碳进行加压脱钠，得到含氧化铝滤饼加入盐酸水溶液进行溶出，溶出液进行结晶和焙烧，得到氧化铝。应用本发明专利技术的技术方案，通过设置两段焙烧，使用氯化钠实现对粉煤灰的活化，而不受粉煤灰原料中莫来石等难溶于酸的物相的限制，随后通过加压脱钠，在高压下将粉煤灰中难以脱除的钠进行脱除，提高氧化铝产品的纯度，本发明专利技术的工艺简单，操作方便，可以实现电厂三废(固废粉煤灰、废气二氧化碳、废水浓盐水)的回收利用，进一步降低成本，减少环境污染，更适合于工业化大生产。更适合于工业化大生产。更适合于工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】
从粉煤灰中提取氧化铝的方法


[0001]本专利技术涉及固废综合利用
，具体而言，涉及一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法。

技术介绍

[0002]固体废弃物粉煤灰、废水浓盐水、废气燃烧尾气是燃煤电厂的主要三种工业废弃物。电厂三废对环境、人类带来巨大的危害，因此，电厂三废综合治理日益变得尤为重要。目前，燃烧尾气经脱硫脱硝后，富含大量二氧化碳的气体直接排入大气；浓盐水则经简单处理后用作抑尘剂。而粉煤灰主要在建材、水泥、道路及堆场等方面进行综合利用，高附加值利用还处在研发阶段。
[0003]根据燃烧温度的不同，粉煤灰可分为循环流化床粉煤灰和煤粉炉粉煤灰。循环流化床粉煤灰的形成温度约为840℃，主要物相组成为非晶相，粉煤灰中氧化铝活性好，可直接用酸进行提取；煤粉炉粉煤灰的形成温度约为1300℃，矿物组成主要为莫来石，含少量石英和刚玉，活性差，较难直接用酸提取其中的氧化铝，需进行活化后再提取。粉煤灰提取氧化铝工业化大生产以传统碱法工艺为主，但因为粉煤灰中铝硅比较低，在碱性条件下，二氧化硅大量溶出，使得硅铝分离困难，需要使用复杂的工艺实现高含硅粉煤灰中铝的提取，导致生产成本高，渣量大。粉煤灰提铝特别是煤粉炉粉煤灰提取氧化铝技术存在产渣量大、二次污染严重、工艺流程复杂、能耗高、成本高等问题。随着现代材料技术的进步，粉煤灰酸法提取氧化铝工业化示范项目近年来逐渐兴起，但采用的原料多为循环流化床粉煤灰。煤粉炉粉煤灰的排放量是循环流化床粉煤灰的9倍左右，因此，只有实现煤粉炉粉煤灰的综合利用，才能实现粉煤灰真正广义上的综合利用。r/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，以解决现有技术中从粉煤灰中提取氧化铝的工艺复杂、生产成本高、环境污染大的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，包括以下步骤：步骤S1，将粉煤灰与含有氯化钠的盐水进行混合，制粒后得到粉煤灰颗粒；步骤S2，将粉煤灰颗粒在200～350℃的温度下进行低温流态化焙烧，然后在700～1100℃的温度下进行高温流态化焙烧，得到活化产物；步骤S3，将活化产物与水混合成料浆，然后在料浆中通入二氧化碳进行加压脱钠，得到含氧化铝滤饼和碳酸盐溶液；步骤S4，向含氧化铝滤饼中加入盐酸水溶液进行溶出，得到溶出液；将溶出液进行结晶，得到氯化铝晶体；焙烧氯化铝晶体，得到氧化铝。
[0006]进一步地，含有氯化钠的盐水来自于电厂废水，二氧化碳来自于电厂废气。
[0007]进一步地，步骤S1中，含有氯化钠的盐水中的氯化钠与粉煤灰的重量比为(0.5～20):1，优选地，含有氯化钠的盐水中的氯化钠与粉煤灰的重量比为(1～5):1。
[0008]进一步地，步骤S2中，低温流态化焙烧的温度为280～320℃，低温流态化焙烧的时
间为0.5～2h；高温流态化焙烧的温度为900～1100℃，高温流态化焙烧的时间为0.5～4h。
[0009]进一步地，步骤S2中，高温流态化焙烧的温度与低温流态化焙烧的温度差为750～900℃，高温流态化焙烧的时间与低温流态化焙烧的时间之比为(2～8):1。
[0010]进一步地，步骤S3中，料浆中活化产物的质量浓度为50～600g/L；优选地，料浆中活化产物的质量浓度为200～300g/L。
[0011]进一步地，步骤S3中，脱钠反应的温度为20～200℃，脱钠反应的压力为6～8MPa，脱钠反应的时间为1～48h；优选地，脱钠反应的温度为100～160℃，脱钠反应的时间为2～4h。
[0012]进一步地，步骤S4中，盐酸水溶液的质量百分比为20～38％，且溶出过程的液固比为(1～15):1，溶出过程的温度为10～200℃，溶出过程的时间为1～48h；优选地，盐酸水溶液的质量百分比为20～28％，且溶出过程的液固比为(2～5):1，溶出过程的温度为20～80℃，溶出过程的时间为1～3h。
[0013]进一步地，步骤S4中，在进行焙烧之前，还包括将氯化铝晶体用质量分数25～38％的浓盐酸水溶液进行洗涤的步骤。
[0014]进一步地，步骤S4中，焙烧过程的温度为800～1200℃，焙烧过程的时间为2～6h。
[0015]应用本专利技术的技术方案，通过设置两段焙烧，使用氯化钠实现对粉煤灰的活化，而不受粉煤灰原料中莫来石等难溶于酸的物相的限制，原料可以是煤粉炉粉煤灰、循环流化床粉煤灰，实现粉煤灰的资源化综合利用，随后通过加压脱钠，在高压下将粉煤灰中难以脱除的钠进行脱除，提高氧化铝产品的纯度。本专利技术的工艺简单，操作方便，尤其是优选使用的浓盐水可以来自于电厂废水，二氧化碳可以来自电厂废气，从而实现电厂三废(固废粉煤灰、废气二氧化碳、废水浓盐水)的回收利用，进一步降低成本，减少环境污染，更适合于工业化大生产。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了根据本专利技术实施例1的氧化铝提取流程示意图。
具体实施方式
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0019]正如本专利技术
技术介绍
中所述，现有技术中存在从粉煤灰中提取氧化铝的工艺复杂、生产成本高、环境污染大的问题。粉煤灰中的硅铝氧化物主要存在于玻璃体和结晶矿物中，因此，必须设法破坏Si
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O
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Al和Si
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Si网络结构和惰性物质晶体结构，从而释放出活性铝组分。煅烧是激活粉煤灰的一种有效手段，然而仅依赖于煅烧对粉煤灰的活化能力有限，活化后的粉煤灰中仍混有残余的化学活性较低的莫来石等结晶矿物，严重影响粉煤灰中铝组分的提取。目前常用碱熔法在提取前对粉煤灰进行活化，常用的活化剂为碳酸钠与氯化钠的混合物，或者氯化钙与氯化钠的混合物，这是因为需要先使用碳酸钠或者氯化钙将粉煤灰中的莫来石等低活性晶体转变为霞石，然后再用氯化钠辅助将霞石转变为活性更高的
方钠石和钠长石等。而在单独使用氯化钠进行碱熔活化时，难以将Si
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O
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Al和Si
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Si网络结构完全破坏，粉煤灰中的莫来石和刚玉等稳定晶相几乎不能被转化，活化效果极差。专利技术人在实际生产过程中发现，可以通过设置两段不同温度的流态化焙烧，极大地增强氯化钠的活化作用，弥补其单独使用时的缺陷，从而可以直接使用电厂废水进行活化，进一步降低成本。
[0020]具体地，在本专利技术一种典型的实施方式中，提供了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，包括以下步骤：步骤S1，将粉煤灰与含有氯化钠的盐水混合，制粒后得到粉煤灰颗粒；步骤S2，将粉煤灰颗粒在200～350℃的温度下进行低温流态化焙烧，然后在700～1100℃的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将粉煤灰与含有氯化钠的盐水进行混合，制粒后得到粉煤灰颗粒；步骤S2，将所述粉煤灰颗粒在200～350℃的温度下进行低温流态化焙烧，然后在700～1100℃的温度下进行高温流态化焙烧，得到活化产物；步骤S3，将所述活化产物与水混合成料浆，然后在所述料浆中通入二氧化碳进行加压脱钠，得到含氧化铝滤饼和碳酸盐溶液；步骤S4，向所述含氧化铝滤饼中加入盐酸水溶液进行溶出，得到溶出液；将所述溶出液进行结晶，得到氯化铝晶体；焙烧所述氯化铝晶体，得到氧化铝。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有氯化钠的盐水来自于电厂废水，所述二氧化碳来自于电厂废气。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述含有氯化钠的盐水中的氯化钠与所述粉煤灰的重量比为(0.5～20):1，优选地，所述含有氯化钠的盐水中的氯化钠与所述粉煤灰的重量比为(1～5):1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述低温流态化焙烧的温度为280～320℃，所述低温流态化焙烧的时间为0.5～2h；所述高温流态化焙烧的温度为900～1100℃，所述高温流态化焙烧的时间为0.5～4h。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述高温流态化焙烧的温度与所述低温流态化焙烧的温度差为750～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，陈东，杨磊，范培育，张小东，白健，池君洲，张云峰，高志娟，张玮琦，
申请(专利权)人：神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：