本发明涉及六水氯化铝的生产技术，具体属于一种从混合液中提取高纯六水氯化铝的方法。
背景技术：
煤矸石和粉煤灰是煤炭的生产和煤燃烧过程中产生的固体废弃物，其主要化学组分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等，而其中Al2O3的含量一般都在40％以上。近年来，从煤矸石和粉煤灰中提取氧化铝已经引起了研究人员广泛的关注，为了提高其中铝的溶出率，利用碳酸钠活化后盐酸浸取成为粉煤灰和煤矸石提铝广泛采用的工艺之一。该工艺得到的酸浸液通常可以通过加浓盐酸结晶或蒸发结晶的方法，可以得到六水氯化铝产品。但是，由于活化阶段引入了大量的碳酸钠，导致盐酸浸取液中除了含有氯化铝之外，还含有大量的氯化钠以及部分氯化铁和氯化钙，其中氯化钙和氯化铁由于含量低且结晶顺序与氯化铝有所差别，因此可以通过对蒸发浓缩结晶过程的调控而加以去除。然而，对于氯化铝和氯化钠，通过常规的加酸结晶或蒸发结晶等现有的技术方法都难以实现有效分离，这就导致在六水氯化铝结晶的过程中伴随着大量的氯化钠析出，导致六水氯化铝产品的纯度严重低于工业标准。此外，在六水氯化铝的生产过程中由于常常需要加入浓盐酸或通入氯化氢气体来促进结晶的进行，因此生产成本也较大。
通常在六水氯化铝的酸法工艺的生产过程中都存在六水氯化铝和氯化钠以及其他杂质的分离问题，且得到高纯的六水氯化铝较为困难。根据这些技术现状，可以考虑使用新的技术方案，通过控制溶液的浓缩结晶率和化学性质的方法除去氯化钠杂质，并制取高纯六水氯化铝产品。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种从混合液中提取高纯六水氯化铝的方法，该方法生产成本低，所提取的产物六水氯化铝纯度高。
本发明是通过如下技术方案实现的。
本发明是利用工业结晶生产中常用的具有物料循环、加热、蒸发、结晶、液位或溶液体积计量功能的蒸发结晶器完成的。
一种从混合液中提取高纯六水氯化铝的方法，包括如下步骤：
a)在蒸发结晶器中加入含有氯化铝、氯化钠、氯化钙和氯化铁的混合液，根据混合液的液位记录其初始体积，然后启动蒸发结晶器，将混合液的温度控制在在35-85℃之间进行蒸发操作，在此期间不断取样检测，直到混合液中出现结晶盐颗粒；
b)根据蒸发结晶器的液位来确定此时的混合液体积，然后继续蒸发掉相当于此时混合液体积20％-50％的水量，使蒸发结晶器内出现结晶盐沉淀和浓缩混合液；
c)根据蒸发结晶器的液位来确定结晶盐沉淀和浓缩混合液的总体积，停止加热和蒸发操作，并向浓缩混合液中加入相当于结晶盐沉淀和浓缩混合液总体积10-55％、浓度在95％以上的工业酒精，使浓缩混合液在蒸发结晶器中循环流动0.5-2小时，并使一部分结晶盐沉淀再次重新溶解；
d)停止浓缩混合液的循环流动并静置6-36小时，然后将沉积在蒸发结晶器底部的结晶盐排出，结晶盐经离心脱水和干燥后得到氯化钠固体盐；
e)根据蒸发结晶器内的液位确定浓缩混合液的体积，启动蒸发结晶器并继续蒸发掉相当于其体积10％-40％的水量，期间保持浓缩混合液在蒸发结晶器中的循环流动、控制浓缩混合液温度在35-85℃之间，然后关闭蒸发结晶器；
f)浓缩混合液在静置6-36小时后排出蒸发结晶器中的上清液、分离出蒸发结晶器底部沉淀的结晶盐，将相当于步骤c)中结晶盐沉淀和浓缩混合液总体积2-5％的淡水喷洒到结晶盐表面，静置1-3小时以后对结晶盐进行离心脱水和干燥，得到高纯六水氯化铝的固体盐。
上述步骤a)中，所述的混合液中氯化钠和氯化铝的总质量含量应是其它杂质盐组分总质量含量的5倍以上。
上述步骤c)中，所述的工业酒精还可以使用甲醇或乙醇等其它醇类液体来代替，还可以使用丙酮等酮类液体或乙醚等醚类液体来代替，还可以使用醇类、酮类、醚类液体的混合液体来代替。
上述步骤a)-f)中，所述的蒸发结晶器的蒸发方式采用间歇操作的方式，在保证能够准确计量混合液体积变化的条件下也可以采用连续操作的方式。
上述步骤e)中，所述的浓缩混合液中还可以注入氯化氢气体或质量浓度≥37％的浓盐酸以促进盐组分的结晶。
本发明工艺方法简单、易于操作且生产成本较低，能够将混合液中氯化钠和氯化铝组分进行有效的分离，最终得到纯度大于98％的高纯六水氯化铝产品。最后蒸发结晶器中的尾液可以重新加入初始的混合液中，达到资源循环和综合利用的目的。本发明实现了从现有盐酸浸取液混合体系中分离高纯六水氯化铝的技术问题，具有显著的实用性和很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
实施例1
一种从混合液中提取高纯六水氯化铝的方法：
所使用的混合液含有氯化钠和氯化铝组分，其中氯化钠浓度为52.01g/L、氯化铝浓度为78.32g/L，还含有浓度为6.92g/L的氯化铁和浓度3.62g/L的氯化钙等杂质盐组分。混合液中氯化钠和氯化铝的总质量含量是其它杂质盐组分总质量含量的12.37倍。
利用工业结晶生产中常用的具有物料循环、加热、蒸发、结晶、液位计量功能的OSLO型蒸发结晶器，采用间歇操作的蒸发方式，包括如下步骤：
a)在蒸发结晶器中加入含有氯化铝、氯化钠、氯化钙和氯化铁的混合液，根据混合液的液位记录其初始体积，然后启动蒸发结晶器，将混合液的温度控制在在82-85℃之间进行蒸发操作，在此期间不断取样检测，直到混合液中出现结晶盐颗粒；
b)根据蒸发结晶器的液位来确定此时的混合液体积，然后继续蒸发掉相当于此时混合液体积45％的水量，使蒸发结晶器内出现结晶盐沉淀和浓缩混合液；
c)根据蒸发结晶器的液位来确定结晶盐沉淀和浓缩混合液的总体积，停止加热和蒸发操作，并向浓缩混合液中加入相当于结晶盐沉淀和浓缩混合液总体积55％、浓度在96％的工业酒精，使浓缩混合液在蒸发结晶器中循环流动1.5小时，并使一部分结晶盐沉淀再次重新溶解；
d)停止浓缩混合液的循环流动并静置36小时，然后将沉积在蒸发结晶器底部的结晶盐排出，结晶盐经离心脱水和干燥后得到氯化钠固体盐；
e)根据蒸发结晶器内的液位确定浓缩混合液的体积，启动蒸发结晶器并继续蒸发掉相当于其体积40％的水量，期间保持浓缩混合液在蒸发结晶器中的循环流动、控制浓缩混合液温度在82-85℃之间，然后关闭蒸发结晶器；
f)浓缩混合液在静置36小时后排出蒸发结晶器中的上清液、分离出蒸发结晶器底部沉淀的结晶盐，将相当于步骤c)中结晶盐沉淀和浓缩混合液总体积5％的淡水喷洒到结晶盐表面，静置3小时以后对结晶盐进行离心脱水和干燥，得到高纯六水氯化铝的固体盐。
采用如上步骤，每立方米的混合液可得到纯度98.25％的氯化钠固体盐为40.74千克，相当于混合液中氯化钠的提取率为76.97％；得到纯度99.92％的六水氯化铝固体盐为51.22千克(含氯化铝组分28.29千克)，相当于混合液中氯化铝的提取率为35.88％。最后排放出蒸发结晶器的尾液排出本流程并使用常规酸浸液结晶技术来继续提取其中的各种元素。
实施例2
方法流程与实施例1相同，不同之处在于蒸发结晶器在保证能够准确计量混合液体积变化的条件下采用连续操作的蒸发方式；并且最后排放出蒸发结晶器的尾液中，50％的尾液排放出流程并使用常规酸浸液结晶技术来继续提取其中的各种元素、另外50％的尾液回收并重新混入初始的混合液中。
采用如上步骤，每立方米的初始混合液可得到纯度97.85％的氯化钠固体盐为42.01千克，相当于混合液中氯化钠的提取率为79.04％；得到纯度99.94％的六水氯化铝固体盐为50.05千克(含氯化铝组分27.67千克)，相当于混合液中氯化铝的提取率为34.34％。
实施例3
方法流程与实施例1相同，不同之处在于步骤c)中使用甲醇、乙醇、丙酮的混合液体来代替工业酒精，该混合液体含有一定量的水分，其体积比相当于甲醇:乙醇:丙酮:水＝5:79:10:6；步骤e)中，向含有氯化钠和氯化铝的混合液中注入质量浓度37％的浓盐酸以促进六水氯化铝的结晶，浓盐酸的注入体积量相当于此时混合液体积的1/3。
采用如上步骤，每立方米的初始混合液可得到纯度98.30％的氯化钠固体盐为41.46千克，相当于混合液中氯化钠的提取率为78.37％；得到纯度99.91％的六水氯化铝固体盐为90.24千克(含氯化铝组分49.84千克)，相当于混合液中氯化铝的提取率为63.20％。