本发明涉及一种从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法，属于氧化铝技术领域。
背景技术：
粉煤灰是燃煤发电厂排放的一种固体废弃物。我国每年产生大量的粉煤灰，但是利用率较低而且多是粗放型规模利用，主要是利用在道路工程、回填工程和建筑工程。粉煤灰化学成分以氧化铝和二氧化硅为主，还有少量的氧化铁和其他稀散金属等。粗放型利用不仅对环境带来巨大的压力，还浪费了粉煤灰中的有价成分。这与建设资源节约型、环境友好型社会的方向不一致，所以现在对粉煤灰的综合利用越来越重视，开始利用粉煤灰提取氧化铝、二氧化硅和稀有金属，合成沸石材料和莫来石等复合材料。从粉煤灰中提取氧化铝有利于粉煤灰的综合利用，具有良好的社会效益和经济效益。
粉煤灰中的氧化铝主要在莫来石中，莫来石性质稳定难溶于酸碱，不进行处理很难直接利用。对粉煤灰进行活化处理，破坏莫来石内部的al-si键，提高粉煤灰中氧化铝活性，有利于莫来石的分解和氧化铝的提取。目前有很多粉煤灰的活化处理方法，主要有机械活化、焙烧活化、酸浸活化、微波活化等。
机械活化可以减小粉煤灰粒度，增大固体表面积，从而提高粉煤灰化学活性。唐云等《活化方式对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出的影响》轻金属,2009(4):19-21.实验研究表明：通过控制其他实验条件，随着机械活化程度增大，氧化铝的溶出率先增后减，在增加机械活化工序后氧化铝的溶出率提高到80.82%。
焙烧活化是目前研究最多，工艺最成熟的活化方式。焙烧活化剂主要有石灰石、碱石灰、硫酸盐等。赵喆等《石灰石烧结法从粉煤灰提取氧化铝的研究》.金属材料与冶金工程,2008,36(2):16-18.进行石灰石烧结法从粉煤灰提取氧化铝实验，在生料配方c/a值为1.8,焙烧温度1380℃,保温时间60min条件下，氧化铝溶出率可达79%以上。薛金根等《粉煤灰碱石灰烧结法提取氧化铝的研究》粉煤灰综合利用,1992(1):20-23.开展了碱石灰烧结法从粉煤灰提取氧化铝的研究，当用脱硅粉煤灰为原料,钙比为2.1，碱比为0.96，在1220℃温度下焙烧30min,氧化铝标准溶出率大于94%。李来时等《以粉煤灰为原料制备高纯氧化铝》化工学报,2006,57(9):2189-2193.实验研究表明硫酸铵与粒度d50在5μm以下粉煤灰中摩尔比为10、在400℃温度下焙烧2.5h，则氧化铝的提取率可达95.6%.
酸浸活化是目前活化效率最高的方式。主要有盐酸浸出法、浓硫酸浸出法和氟铵助溶法。常志达等《聚合铝的制备及其应用》辽宁工程技术大学学报,2009,28(s2):100-101.制备聚合铝实验研究表明：粉煤灰在700℃煅烧之后用浓度为17%的盐酸在温度90℃下浸取3h，盐酸和粉煤灰的体积质量比为4ml/g，铝的浸取率可达35%。陈朝秩等《用硫酸从粉煤灰中直接浸出氧化铝》湿法冶金,2013(5):309-311.通过实验研究，在液固比5:1，粉煤灰在温度为180℃的初始浓度3.7mol/l硫酸中浸出时间5h，氧化铝浸出率为94.16%。赵剑宇等《氟铵助溶法从粉煤灰提取氧化铝新工艺的研究》无机盐工业,2003,35(4):40-41.采用氟铵助溶法提取粉煤灰中的氧化铝,铝浸出率可达到97%以上。
微波辐射能迅速提高反应体系温度，促使al-si键断裂，降低反应活化能。赵剑宇等《微波助溶从粉煤灰提取氧化铝新工艺研究》无机盐工业,2005,37(2):47-49.采用高温烧结—微波辐射联合操作工艺，在一级微波辐射功率450w下辐射2-3min,二级微波辐射功率720w下辐射8-10min，氧化铝的溶出率在95%以上。
目前以上几种活法方法都在实验室都有研究并取得不错的实验效果，但是各自的缺点也很大程度上限制其工业化运用。焙烧活化的焙烧剂的价格贵、提取率不高、能耗大，酸浸活化的设备要求高、环境污染大，微波活化虽然提取率高但是加热技术大型化工业化困难，综合成本高。因此找到一种能耗低，成本低，提取率高的粉煤灰提氧化铝的活法方法十分有益。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法。本方法工艺取得低能耗，低成本，提取率高的效果，为粉煤灰的高附加值利用开辟新方法。本发明通过以下技术方案实现。
一种从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将分别球磨后粉煤灰和焙烧活化剂过120目标准筛后按照质量比为1:0.5～4.0混合均匀，然后再温度为750～950℃条件下焙烧0.5～2h得到焙烧物料；其中焙烧活化剂为碳酸钠或氯化钠与氯化钙混合焙烧活化剂；
步骤2、将步骤1得到的焙烧物料按照液固比为8～15:1ml/g加入浓度为1～3mol/l硫酸溶液，在温度为70～90℃浸出1～2h，固液分离得到硫酸铝溶液和尾渣。
所述碳酸钠或氯化钠的钠盐与氯化钙质量比为1:1.0～1:9.0。
本发明的有益效果是：
（1）本发明使用复合焙烧活化剂，碳酸钠或氯化钠钠盐活化剂的价格便宜的优势，也有cacl2活化剂铝提取率高特点。
（2）本发明焙烧温度（750-950℃）相较于石灰石烧结法（1300-1400℃）和碱石灰烧结法（1200℃）的温度低，能耗小，成本低。
（3）本发明对粉煤灰中的氧化铝含量无要求，对未预处理脱硅的低铝粉煤灰也适用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
本发明所有实施例的粉煤灰来自河南巩义某火电厂，其化学组成如表1所示。
表1粉煤灰的化学组成（质量分数%）
实施例1
该从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将分别球磨后粉煤灰（粉煤灰百分比含量如表1所示）和焙烧活化剂过120目标准筛后按照质量比为1:4.0混合均匀，然后再温度为850℃条件下焙烧1.33h得到焙烧物料；其中焙烧活化剂为碳酸钠与氯化钙混合焙烧活化剂；碳酸钠与氯化钙质量比为1:4.0；
步骤2、将步骤1得到的焙烧物料按照液固比为8:1ml/g加入浓度为1mol/l硫酸溶液，在温度为70℃浸出1h，固液分离得到硫酸铝溶液和尾渣。
经本实施例后，检测尾渣中的氧化铝和二氧化硅含量，计算得出氧化铝的提取率为91.83%。与单纯的只采用氯化钙活化剂相比，成本减少1425元/吨，且与只采用用氯化钙活化剂的提取率91.24%相比，提取率相差不多。
实施例2
该从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将分别球磨后粉煤灰（粉煤灰百分比含量如表1所示）和焙烧活化剂过120目标准筛后按照质量比为1:0.5混合均匀，然后再温度为750℃条件下焙烧2h得到焙烧物料；其中焙烧活化剂为碳酸钠与氯化钙混合焙烧活化剂；碳酸钠与氯化钙质量比为1:1；
步骤2、将步骤1得到的焙烧物料按照液固比为15:1ml/g加入浓度为3mol/l硫酸溶液，在温度为90℃浸出2h，固液分离得到硫酸铝溶液和尾渣。
经本实施例后，检测尾渣中的氧化铝和二氧化硅含量，计算得出氧化铝的提取率为88.45%。与单纯的只采用氯化钙活化剂相比，成本减少462元/吨，且与只采用用氯化钙活化剂的提取率87.8%相比，提取率相差不多。
实施例3
该从粉煤灰中提取氧化铝的活化方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将分别球磨后粉煤灰（粉煤灰百分比含量如表1所示）和焙烧活化剂过120目标准筛后按照质量比为1:2.0混合均匀，然后再温度为950℃条件下焙烧0.5h得到焙烧物料；其中焙烧活化剂为氯化钠与氯化钙混合焙烧活化剂；氯化钠与氯化钙质量比为1:9.0；
步骤2、将步骤1得到的焙烧物料按照液固比为10:1ml/g加入浓度为2mol/l硫酸溶液，在温度为80℃浸出1.5h，固液分离得到硫酸铝溶液和尾渣。
经本实施例后，检测尾渣中的氧化铝和二氧化硅含量，计算得出氧化铝的提取率为94.12%。与单纯的只采用氯化钙活化剂相比，成本减少1128元/吨，且与只采用用氯化钙活化剂的提取率93.56%相比，提取率相差不多。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。