本发明专利技术公开了一种粉煤灰生产冶金级氧化铝的方法，将粉煤灰机械活化后，加水浮选除去未燃净的黑；经过磁选除去氧化铁；在粉煤灰残液加入浓硫酸，高温高压下反应1～6h；反应结束后，加水，加热煮沸，抽滤，得到的硫酸铝粗液经蒸发浓缩，冷却，得到硫酸铝浓缩液；加入有机醇，过滤；加水溶解滤饼，加入有机醇，溶解硫酸铁，析出硫酸铝，过滤得硫酸铝滤饼，70～100℃烘干，800℃～1200℃以上煅烧，得到Fe2O3含量低于0.02%的冶金级α－Al2O3。本发明专利技术避免了必须经过煅烧获得二次中间体γ－Al2O3、经拜耳法循环的提纯工艺问题，工艺简单、易于控制、氧化铝提取率高、生产成本低、产品杂质含量低、质量稳定。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到粉煤灰的资源化和综合利用的工艺方法，具体为一种粉煤灰生产 冶金级氧化铝的方法，是采用一定浓度硫酸加热加压浸出硫酸铝，经浓缩后用一定浓度 范围的有机醇溶液除去硫酸铝中的铁，制备出Fe含量低于20ppm的高纯工业一级硫酸 铝，硫酸铝直接煅烧得到氧化铁含量低于0.02%的冶金级α-Α1203。
技术介绍
粉煤灰是燃煤锅炉中煤燃烧后所剩余的固体残渣，主要来自于燃煤电厂的副产 物，每燃烧1吨煤，将会产生230kg的粉煤灰。据不完全统计，2007年全国粉煤灰堆积 量达到25亿吨，预计到2020年全国粉煤灰堆积量将会达到50 60亿吨。粉煤灰的大 量堆积，不仅占用大量的土地资源，还对空气、水、土壤造成严重的污染。传统处理粉 煤灰的方式是采用填埋的方式，但无法从根本上解决粉煤灰对环境所造成的污染。近年 来，粉煤灰已经在建筑、建材方面得到了应用，但由于采用的技术相对落后，因而这种 处理方式属于粗放式的利用。从化学组成上看，粉煤灰是一种富含硅铝酸盐的中级品位 的铝矿，而且随着我国铝土资源的不断枯竭，利用粉煤灰来提取铝具有十分广阔的应用 前景。冶金级氧化铝具有非常广泛的用途，主要适合于溶解盐电解法生产金属铝，也 适用于生产刚玉、陶瓷、耐火材料及其它氧化铝化学制品。从粉煤灰中提取氧化铝， 目前主要有两种方法，即碱烧结法和酸浸法。现在，已经有报导采用碱烧结法来生产氧 化铝，例如中国专利技术专利申请号200710150915.0公开了一种从粉煤灰中提取高纯超细 氧化铝的方法，200710017304.9公开了一种从高铝粉煤灰提取氧化铝及其废渣生产水泥 的方法，200410090949.1公开了一种利用粉煤灰和石灰石联合生产氧化铝和水泥的方法 等，但由于能耗大，产生大量的二次堆积，每处理1吨粉煤灰，就会产生10吨的残渣， 只能用于生产水泥，因此，限制了其推广应用。酸浸法的生产工艺相对简单，具有比较 好的灵活性，其最大的优点是可以将粉煤灰中的氧化铝和氧化硅分离开来，而且处理粉 煤灰的过程中大幅度地降低了废水、废气和废渣的排放量，产生的残渣富含高硅钙，因 此可以直接作为高性能混凝土等的活性矿物掺合料。常见的酸浸法分盐酸酸浸法和硫酸 酸浸法，例如采用盐酸酸浸法的有中国专利技术专利申请号201010161876.6公开了一种由 粉煤灰提取氧化铝的方法，201010161879.X公开了一种利用流化床粉煤灰制备冶金级氧 化铝的方法等，不过，由于用废液吸收氯化铝晶体煅烧分解出的氯化氢气体时，形成盐 酸溶液的浓度不超过36%，需要大量消耗额外的水份，一旦吸收不彻底就会导致氯化氢 气体泄漏，而且盐酸对金属设备具有较大的锈蚀作用，因而影响了其推广应用。采用硫 酸酸浸法的中国专利技术专利申请号200510048274.9公开了一种从粉煤灰中提取氧化铝的方 法，200610048295.5公开了一种由粉煤灰制取氧化铝的方法，200710012997.2公开了一 种利用粉煤灰制备氧化铝的方法等。在前述的专利技术专利申请中，冶金级氧化铝都要经过中间体Y-Al2O3的提纯工艺都是采用拜耳法来处理，即硫酸铝晶体经过一次煅烧获得中间体y-ai2O3、然后经过 碱溶、种分、过滤、洗涤、二次煅烧得到冶金级α-Al2O3的复杂提纯工艺，存在工艺复 杂、流程环节多、能耗和资源消耗大、生产成本高等缺点，难以得到推广应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种，取消了中间体 Y-Al2O3的复杂的拜耳法提纯工艺，工艺简单、流程短、生产过程易于控制、氧化铝提 取率高、生产成本低、产品杂质含量低、质量稳定，便于推广应用。，其特征在于包括以下几个步骤(1)将粉煤灰进行机械活化；(2)浮选除碳将经过机械活化的粉煤灰，加水经过浮选除去未燃净的黑；(3)磁选除铁经过磁选除去氧化铁；(4)硫酸浸提铝在粉煤灰残液中加入浓硫酸，在耐酸反应设备中加热加压反 应1 6h，反应的最高温度为200°C 240°C，压力为0.1_0.5MPa ；(5)固液分离反应降温后，加水，加热煮沸，抽滤得到硫酸铝粗液；(6)硫酸铝粗液浓缩硫酸铝粗液蒸发浓缩，冷却，得到硫酸铝浓缩液；(7)有机醇醇化洗酸在硫酸铝浓缩液中，加入有机醇，搅拌，过滤得到硫酸 铝滤饼；(8)有机醇醇化除铁加水溶解滤饼，加入有机醇，搅拌，溶解其中的硫酸 铁，并析出硫酸铝，过滤后得硫酸铝滤饼；(9)硫酸铝脱水烘干硫酸铝滤饼经过70 100°C烘干，得到Fe含量低于 20ppm的高纯工业级硫酸铝；(10)硫酸铝高温煅烧高纯工业硫酸铝经过800°C 1200°C以上的温度煅烧 3 6h，得到Fe2O3含量低于0.02%的冶金级α -Al2O30前述的，其特征在于所述步骤(1)的机械活化 是采用粉磨设备进行磨细，粉磨时间为0.5 6h;所述步骤⑵按照粉煤灰与水的质量比为1 1 1 3加水；所述步骤(4)，粉煤灰硫酸混合溶液中硫酸的质量浓度范围30% 95%，粉煤 灰与混合溶液的固液比为1 1 1 15质量比；所述步骤(5)，反应降温后，在粉煤灰中按照粉煤灰与水的质量比为1 10 1 20加水;所述步骤(6)，硫酸铝粗液的浓缩温度为90°C 130°C ；所述步骤(7)，有机醇与硫酸铝浓缩液的体积比为1 1 4 1加入有机醇， 搅拌时间是1 4h ；所述步骤(8)，混合溶液体系中有机醇的体积分数为30% 80%，搅拌时间为 1 4h ；并将该步骤重复操作2 5次；所述步骤(9)，低铁硫酸铝滤饼的烘干温度为70 100°C ；所述步骤(10)，高纯工业硫酸铝的煅烧温度是800°C 1200°C以上，煅烧时间 为4 5h。前述的，其特征在于所述步骤(1)的粉磨时间 为0.5 6h ；所述步骤(4)，粉煤灰硫酸混合溶液的硫酸质量浓度范围是40% 70%，粉煤 灰与硫酸溶液的固液比是1 5 1 10质量比，加热加压反应是3 4h;所述步骤(5)，反应降温后，在粉煤灰中按照粉煤灰与水的质量比为1 12 1 18加水；所述步骤(6)，硫酸铝粗液的浓缩温度为100 120°C ；所述步骤(7)，有机醇与硫酸铝浓缩液的体积比为2 1 3 1加入有机醇， 搅拌时间是2 3h;所述步骤(8)，混合溶液体系中有机醇的体积分数为50% 60%，搅拌时间为 2 3h ；并将该步骤重复操作3 4次；所述步骤(9)，低铁硫酸铝滤饼的烘干温度为80°C 90°C ；所述步骤(10)，高纯工业硫酸铝的煅烧温度是1000°C 1200°C以上，煅烧时间 为4 5h。前述的，其特征在于粉煤灰在浮选除碳之后， 采用湿法磁选除去磁铁矿。前述的，其特征在于步骤(7)、(8)中所用的有 机醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇的任意一种或一种以上的混合物。前述的，其特征在于所述步骤(1)的机械活化 是采用粉磨设备进行磨细，粉磨时间为1 3h。副产物SO3,经过蒸馏、浓缩、冷却、过滤、混合所回收的稀硫酸溶液吸收，制 备浓硫酸，返回到硫酸浸提铝工序，实现硫酸的循环回收利用。本专利技术的优点在于1、采用硫酸酸浸法提取粉煤灰中的铝，制备硫酸铝的过程 能耗低，操作简单；2、采用有机醇水溶液进行析铝溶铁的提纯方法，得到高纯工业一 级硫酸铝，其成本较低，易于硫酸铝的工业化除铁，且所用本文档来自技高网...
【技术保护点】
粉煤灰生产冶金级氧化铝的方法，其特征在于包括以下几个步骤：（１）将粉煤灰进行机械活化；（２）浮选除碳：将经过机械活化的粉煤灰，加水经过浮选除去未燃净的碳黑；（３）磁选除铁：经过磁选除去氧化铁；（４）硫酸浸提铝：在粉煤灰残液中加入浓硫酸，在耐酸反应设备中加热加压反应１～６ｈ，反应的最高温度为２００℃～２４０℃，压力为０．１～０．５ＭＰａ；（５）固液分离：反应降温后，加水，加热煮沸，抽滤得到硫酸铝粗液；（６）硫酸铝粗液浓缩：硫酸铝粗液蒸发浓缩，冷却，得到硫酸铝浓缩液；（７）有机醇醇化洗酸：在硫酸铝浓缩液中，加入有机醇，搅拌，过滤得到硫酸铝滤饼；（８）有机醇醇化除铁：加水溶解滤饼，加入有机醇，搅拌，溶解其中的硫酸铁，并析出硫酸铝，过滤后得硫酸铝滤饼；（９）硫酸铝脱水烘干：硫酸铝滤饼经过烘干，得到Ｆｅ含量低于２０ｐｐｍ的高纯工业级硫酸铝；（１０）硫酸铝高温煅烧：高纯工业硫酸铝经过高温煅烧，得到Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量低于０．０２％的冶金级α－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余红发，武金永，吴成友，麻海燕，王梅娟，董金美，李颖，李成栋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，内蒙古昶泰资源循环再生利用科技开发有限责任公司，中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：84
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