专利名称：一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法
技术领域：
本发明涉及氢氧化铝的制备方法，尤其是涉及一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法。
背景技术：
在铝的加工熔炼过程中，通常会产生局部的氧化和氮化，生成氧化铝和氮化铝，这些氧化铝和氮化铝与部份金属铝混合在一起，便成了铝渣。长期以来，有许多企业利用铝渣来加工再生铝，但是铝渣经过提炼再生铝后余下的铝灰却成了多年来困扰人们的一大难题。
铝灰的成份很复杂，以氧化铝和氮化铝为主，尚有少量的金属铝、铁、镍、锌、锰、铜、硅等，铝渣加工再生铝行业所产生的铝灰到处堆积如山，对土地和生态环境造成了很大的压力，加之铝灰中的氮化铝在空气中受潮后会分解出氨气，气味恶臭难闻且有毒性，对大气也会造成了较大的污染。因此，铝灰所造成的环境污染问题已经制约了铝渣加工再生铝行业的进一步发展。
其实，铝灰中含有较高的可再生资源，单以氧化铝计算，氧化铝含量约达60～80％，如能加以利用，变废为宝，不仅具有良好的经济效益，而且具有很好的环境和生态效益。目前已有人尝试利用铝灰加工铝盐，主要的方法是采用盐酸来加工碱式氯化铝。由于高温下氧化铝转相成α氧化铝，不溶于酸和碱，因此这种方法只利用了铝灰中的少量的金属铝，大量的氧化铝未被很好地利用，不仅造成资源的浪费，而且所使用的盐酸还会对环境造成二次污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，不仅可以有效地利用铝灰制备氢氧化铝，还能够有效地消除铝灰对环境的污染，并避免在加工过程中对环境造成二次污染。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶80～120进行混合搅拌；②将固体混合物在900℃～1500℃条件下熔融1～5小时；③将熔融物放入清水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9～1.1在铝酸钠溶液中加入硫酸；⑤使用过滤器进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在20～80℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品。
在步骤①中加入助熔剂，铝灰与固体碳酸钠和助熔剂的重量比为100∶80～120∶10～20；②将固体混合物在900℃～1180℃条件下熔融1～5小时。
所述的助熔剂可以是硼砂。
所述的步骤③是将熔融物冷却至室温后再放入水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液。
所述的步骤④为按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9～1.1在铝酸钠溶液中加入硫酸，沉淀2小时以上，进行固液分离。
将步骤⑤得到的硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
步骤③中提取铝酸钠溶液后的沉淀物为无污染的赤泥。
与现有技术相比，本发明的优点在于使用固相法来提取铝灰中的氢氧化铝，使氧化铝固体与碳酸钠固体在高温下熔融反应而生成铝酸钠，然后将铝酸钠的水溶液与硫酸反应生成氢氧化铝产物和硫酸钠副产物，不仅方法简单，而且成本低廉，铝灰中的全部铝成份均能够被提取，不仅可以充分地利用再生资源，且不会产生二次污染；而余下的赤泥成份为铁、镍、锌、锰、铜、硅等均为土壤中的自然成份，回归自然不会对环境造成任何污染；加入助熔剂可以降低铝灰与固态碳酸钠的熔融温度；而将加入助熔剂后的熔融物冷却至室温后再放入水中浸泡可以避免形成固定颗粒；在铝酸钠溶液中加入硫酸可以使所有的反应生成物都得到利用，从而避免残余的废物对环境造成二次污染。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶100进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在1100℃条件下熔融3小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡12小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶1将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在60℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例二一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶80进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在900℃条件下熔融5小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡15小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.95将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在80℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例三一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶120进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在1500℃条件下熔融1小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡10小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶1.05将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在40℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例四一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠和硼砂按重量比100∶80∶10进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在900℃条件下熔融4小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡13小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中，沉淀3小时；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在20℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例五一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠和硼砂按重量比100∶120∶20进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在1180℃条件下熔融1小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡11小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶1.1将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中，沉淀2小时；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在50℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例六一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠和硼砂按重量比100∶105∶15进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在1000℃条件下熔融3小时；③将熔融物放入水泥池中用清水中浸泡14小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶1.02将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中，沉淀3小时；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在70℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
实施例七一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠和硼砂按重量比100∶105∶15进行混合并在搅拌机中进行搅拌；②将固体混合物放入高温炉中在1100℃条件下熔融2小时；③将熔融物放入浸取槽中用清水中浸泡16小时，去掉无污染的赤泥沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶1.02将硫酸加入反应釜中的铝酸钠溶液中，沉淀2小时；⑤使用过滤器对混合液进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在30℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，而将硫酸钠溶液蒸发干燥后即可得到化工原料元明粉。
权利要求
1.一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶80～120进行混合搅拌；②将固体混合物在900℃～1500℃条件下熔融1～5小时；③将熔融物放入清水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9～1.1在铝酸钠溶液中加入硫酸；⑤使用过滤器进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在20～80℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品。
2.如权利要求1所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于在步骤①中加入助熔剂，铝灰与固体碳酸钠和助熔剂的重量比为100∶80～120∶10～20；②将固体混合物在900℃～1180℃条件下熔融1～5小时。
3.如权利要求2所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于所述的助熔剂是硼砂。
4.如权利要求2所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于所述的步骤③是将熔融物冷却至室温后再放入水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液。
5.如权利要求1或2或4所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于所述的步骤④为按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9～1.1在铝酸钠溶液中加入硫酸，沉淀2小时以上，进行固液分离。
6.如权利要求1所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于将步骤⑤得到的硫酸钠溶液蒸发干燥后即得到化工原料元明粉。
7.如权利要求1所述的一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，其特征在于步骤③中的沉淀物为无污染的赤泥。
全文摘要
本发明公开了一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶80～120进行混合搅拌；②将固体混合物在900℃～1500℃条件下熔融1～5小时；③将熔融物放入清水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶0.9～1.1在铝酸钠溶液中加入硫酸；⑤使用过滤器进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在20～80℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品，优点在于使用固相法来提取铝灰中的氢氧化铝，不仅方法简单，而且成本低廉，铝灰中的全部铝成份均能够被提取，不仅可以充分地利用再生资源，且不会产生二次污染，余下的赤泥回归自然不会对环境造成任何污染。
文档编号C01F7/74GK1817795SQ20061004938
公开日2006年8月16日 申请日期2006年1月24日 优先权日2006年1月24日
发明者杜梅生, 于从周 申请人:杜梅生, 于从周