[发明专利]一种采用酸法由粉煤灰制备氧化铝过程中的除杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用酸法由粉煤灰制备氧化铝过程中的除杂方法。

背景技术

火力发电在我国的发电结构中占有主导地位，而燃煤火力发电在火力发电中占有绝对的比例，粉煤灰是燃煤电厂排弃的固体废弃物。

近年来，随着电力工业的发展，粉煤灰的排放量急剧增长，据中国煤炭工业协会2009年1月的报告，2008年我国的产煤总量为27.16亿吨，其中大部分用于发电，我国粉煤灰的年排放量已超过2亿吨，累计堆存量超过25亿吨，占用了大量耕地、大范围地污染了环境。因此，开展粉煤灰的综合利用研究，实现其资源化，不仅是关系到我国电力工业及相关工业可持续发展所面临的亟待解决的重大问题，而且对保护土地资源、减少和消除环境污染，实现循环经济具有重要意义。

粉煤灰中含有的主要成份有：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、FeO、TiO₂、CaO、K₂O、MgO等，其中氧化铝的含量一般可达到20%～40%，最高可达50%以上，可代替铝土矿成为一种很好的氧化铝资源。由于粉煤灰是在炉膛中高温燃烧的产物，所以大部份粉煤灰是以玻璃体形式存在，其结构聚合度大，化学性质十分稳定。

目前国内外由粉煤灰制备氧化铝的方法，主要为酸法、碱法。

酸法（硫酸直接浸取法、氟铵助溶法、硫酸铝铵等）生产氧化铝时是用硫酸、盐酸等无机酸或者如硫酸铵等强酸弱碱盐处理含铝原料而得到的相应铝盐的酸性水溶液，然后生产氧化铝。其缺点是需要昂贵的耐酸设备，酸的回收比较复杂以及从铝盐溶液中除铁也比较困难。

碱法（石灰石烧结自粉化法、碱石灰烧结法、碳酸钠焙烧法等）系利用碱从粉煤灰中提取氧化铝，由于硅随铝一起溶解于碱溶液，需想法脱硅。粉煤灰采用碱法提取氧化铝时碱溶出铝时，镁、钙、铁等杂质离子基本不溶出，但是整个工艺链较长，设备投资大，能耗高，渣量大；采用酸法提取氧化铝时，铝、铁混溶于溶出液中，杂质铁难以分离，严重影响氧化铝产品质量。目前酸法粉煤灰生产氧化铝无成功的除铁除杂工艺。

发明内容

为了解决现有的酸法制备氧化铝工艺复杂、杂质铁难以分离的技术问题，本发明提供一种采用酸法由粉煤灰制备氧化铝过程中的除杂方法，采用二乙基二硫代氨基甲酸钠或二乙基二硫代氨基甲酸铵做为沉淀剂除去粉煤灰生产氧化铝过程中铝盐的酸性水溶液中铁离子的新工艺方法，其除铁效果显著，工艺简单，易于操作，且沉淀剂可处理回用，工艺成本低。

本发明的技术解决方案是：

一种采用酸法由粉煤灰制备氧化铝过程中的除杂方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】在搅拌下将沉淀剂二乙基二硫代氨基甲酸钠按Fe³⁺∶Na⁺摩尔质量比为1∶1～6加入到铝盐的酸性水溶液中，反应产生黑色沉淀二乙基二硫代氨基甲酸铁，经过过滤分离收集滤液得到除铁后铝盐溶液；所述铝盐的酸性水溶液为采用酸法由粉煤灰生产氧化铝得到的中间产物；

2】将除铁后的铝盐溶液结晶析出，过滤分离，得到铝盐晶体并收集滤液备用；

3】焙烧铝盐晶体得到除杂后的氧化铝。

还包括步骤4】：

将步骤1】所得黑色沉淀二乙基二硫代氨基甲酸铁加入到步骤2】的收集的滤液中，并通过加入氢氧化钠，调整PH值为9～14，生成红色沉淀，过滤分离，得到氢氧化铁沉淀，回收存储它用，并收集含有再生沉淀剂二乙基二硫代氨基甲酸钠的滤液供步骤1】使用。

上述步骤4】调整的PH值为9～13。

上述步骤1】中加入沉淀剂的量为按照Fe³⁺∶Na⁺摩尔质量比为1∶2～4。

另一种采用酸法由粉煤灰制备氧化铝过程中的除杂方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】在搅拌下将沉淀剂二乙基二硫代氨基甲酸铵按Fe³⁺∶NH₄⁺摩尔质量比为1∶1～6加入到铝盐的酸性水溶液中，反应产生黑色沉淀二乙基二硫代氨基甲酸铁，经过过滤分离收集滤液得到除铁后铝盐溶液；所述铝盐的酸性水溶液为采用酸法由粉煤灰生产氧化铝得到的中间产物；

2】将除铁后的铝盐溶液结晶析出，过滤分离，到得铝盐晶体并收集滤液备用；

3】焙烧铝盐晶体得到除杂后的氧化铝。

还包括步骤4】：