一种从粉煤灰中提取铝的方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及提取铝领域，尤其涉及一种从粉煤灰中提取铝的方法。
【背景技术】
[0002]粉煤灰是燃煤电厂排出的固体废弃物。目前我国粉煤灰的总堆存量已超过10亿t，现在以每年8000万t的速度增加，而粉煤灰的利用不到50%。粉煤灰堆存不仅占用大量的土地，污染环境，还危及生物和人健康，而且粉煤灰中的许多有用成分得不到合理的利用，造成资源浪费。
[0003]粉煤灰中含有39.04%的氧化铝和3.30%的氧化铁，从中提取有较高经济价值的Al2O3，使其作为一种新的铝资源加以利用，将有助于减小铝需求的压力，同时也是提高粉煤灰综合利用价值的有效途径。
[0004]而关键是如何有效的破坏粉煤灰中的S12-Al2O3键，使其中Al、Si等元素得到有效释放而被充分利用。国内外学者进行了大量的研宄工作，获得了许多有效的破坏S12-Al2O3键的方法。目前常采用的破坏S1 2-Α1203键方法有酸溶沉淀法、碱石灰烧结法和石灰烧结法；但是这些方法有的对热需求量大，消耗能量较多，有的则会带入新的元素或者污染物，造成提取铝的不纯或者后期处理困难等，因此如何有效的活化粉煤灰且提高铝的提取率就变得至关重要。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是提供一种从粉煤灰中提取铝的方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种从粉煤灰中提取铝的方法，包括以下步骤:
(O熟化:将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2-3天进行高温熟化；
(2)湿法焙烧:将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在600-700°C下加热至水干，送入马弗炉中，900-1000 °C下焙烧40-50分钟；
(3)酸化焙烧:将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为90-95%的硫酸，搅拌均匀，在250-300 °C下加热焙烧30-40分钟；
(4)蒸发结晶:将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.20-1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝；
(5)提取氢氧化铝:将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；
(6)制备氧化铝:将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200°C煅烧，得到氧化铝；
(7)熔融电解:将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。
[0007]—种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的:氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸钠7-10份、松香1-2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1-2:100:36-40ο
[0008]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的熟化温度为130_200°C。
[0009]本发明的优点是:
传统的粉煤灰活化大多都用混合焙烧的方法，能耗较高，本发明先将粉煤灰在液体活化剂中活化，再焙烧的方法，可以在短时间、较低温度下达到活化效果，且不含有毒物质，加入的各元素不会影响铝的纯度；
本发明的方法能耗低，铝的溶出率高，过程中无有害废液产生，降低了生产成本，安全环保，适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0010]实施例1:
本发明采用的粉煤灰中的化学成分组成为:
S12 53.17% ；
Al2O3 24.62% ；
Fe2O3 10.68% ；
CaO 4.01% ；
MgO 2.14% ；
SO3 0.13% ；
剩余的为烧失量。
[0011]一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤:
(O熟化:将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；
(2)湿法焙烧:将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在700°C下加热至水干，送入马弗炉中，1000 °C下焙烧46分钟；
(3)酸化焙烧:将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95%的硫酸，搅拌均匀，在270°C下加热焙烧40分钟；
(4)蒸发结晶:将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.27时，停止蒸发，结晶析出硫酸销;
(5)提取氢氧化铝:将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；
(6)制备氧化铝:将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过1200°C煅烧，得到氧化铝；
(7)熔融电解:将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。
[0012]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的:氨基三甲叉膦酸3份、氟硅酸钠10份、松香2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为2:100:40o
[0013]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的熟化温度为160°C。
[0014]经计算，采用本发明方法，铝的提取率为84.6%。
[0015]实施例2
一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤:
(O熟化:将粉煤灰研磨至细度为200目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；
(2)湿法焙烧:将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在630°C下加热至水干，送入马弗炉中，950 °C下焙烧47分钟；
(3)酸化焙烧:将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95%的硫酸，搅拌均匀，在300°C下加热焙烧36分钟；
(4)蒸发结晶:将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸销;
(5)提取氢氧化铝:将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；
(6)制备氧化铝:将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200°C煅烧，得到氧化铝；
(7)熔融电解:将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。
[0016]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的:氨基三甲叉膦酸5份、氟硅酸钠8份、松香I份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1:100:36o
[0017]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的熟化温度为200°C。
[0018]经计算，采用本发明方法，铝的提取率为87.3%。
[0019]实施例3
一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤:
(O熟化:将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2天进行高温熟化；
(2)湿法焙烧:将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在630°C下加热至水干，送入马弗炉中，970°C下焙烧41分钟；
(3)酸化焙烧:将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为95%的硫酸，搅拌均匀，在280°C下加热焙烧37分钟；
(4)蒸发结晶:将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.25时，停止蒸发，结晶析出硫酸销;
(5)提取氢氧化铝:将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝；
(6)制备氧化铝:将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200°C煅烧，得到氧化铝；
(7)熔融电解:将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。
[0020]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的:氨基三甲叉膦酸4份、氟硅酸钠8份、松香I份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1:100:37o
[0021]一种从粉煤灰中提取铝的方法，步骤(I)中所述的熟化温度为180°C。
[0022] 经计算，采用本发明方法，铝的提取率为81.9%。
【主权项】
1.一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于包括以下步骤: (O熟化:将粉煤灰研磨至细度为200-300目，加入活化剂、水，搅拌均匀，送入熟化槽内堆放2-3天进行高温熟化； (2)湿法焙烧:将熟化料在常温常压下搅拌浸出，在600-700°C下加热至水干，送入马弗炉中，900-1000 °C下焙烧40-50分钟； (3)酸化焙烧:将上述焙烧料冷却至常温，加入浓度为90-95%的硫酸，搅拌均匀，在250-300 °C下加热焙烧30-40分钟； (4)蒸发结晶:将上述焙烧料过滤，将滤液进行蒸发，待其密度为1.20-1.30时，停止蒸发，结晶析出硫酸铝； (5)提取氢氧化铝:将上述蒸发结晶后的物料进行过滤分离，调整滤液PH值为4-5，经沉淀、过滤，将滤渣洗涤、烘干，得到氢氧化铝； (6)制备氧化铝:将上述蒸发结晶过滤得到的硫酸铝结晶与上述氢氧化铝混合，经过900-1200°C煅烧，得到氧化铝； (7)熔融电解:将上述得到的氧化铝采用传统的熔融电解法电解，得到金属铝。
2.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于步骤(I)中所述的活化剂是由下述重量份的原料组成的:氨基三甲叉膦酸3-5份、氟硅酸钠7-10份、松香1-2份；所述的活化剂与粉煤灰原料、水的重量比例为1-2:100:36-40。
3.根据权利要求1所述的一种从粉煤灰中提取铝的方法，其特征在于步骤(I)中所述的熟化温度为130-200°C。
【专利摘要】本发明公开了一种从粉煤灰中提取铝的方法，包括以下步骤：熟化、湿法焙烧、酸化焙烧、蒸发结晶、提取氢氧化铝、制备氧化铝、熔融电解。传统的粉煤灰活化大多都用混合焙烧的方法，能耗较高，本发明先将粉煤灰在液体活化剂中活化，再焙烧的方法，可以在短时间、较低温度下达到活化效果，且不含有毒物质，加入的各元素不会影响铝的纯度；本发明的方法能耗低，铝的溶出率高，过程中无有害废液产生，降低了生产成本，安全环保，适合工业化生产。
【IPC分类】C25C3-06, C22B7-00, C22B21-00
【公开号】CN104831074
【申请号】CN201510252962
【发明人】孙玉壮, 张海岛, 王金喜, 高康, 林明月, 孟志强
【申请人】河北工程大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月19日