[发明专利]从粉煤灰中溶出铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰利用技术领域，具体而言，涉及一种从粉煤灰中溶出铝的方法。

背景技术

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业等以燃煤为主的重工业的发展，燃煤的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰对环境的污染是多方面的，更是不容忽视的，因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。粉煤灰中主要含有氧化铝、氧化硅，因此目前对粉煤灰的综合利用主要针对其所含有的氧化铝和氧化硅进行提取。

目前，对粉煤灰综合利用的研究主要针对煤粉炉粉煤灰。煤粉炉是一项传统的燃烧技术，煤粉炉粉煤灰是经过高温（1400～1600℃）燃烧生成的，其中的氧化铝组分呈玻璃态或以高温含铝矿物莫来石晶体、刚玉晶体的矿物形式而存在，稳定性非常高。从煤粉炉粉煤灰中提取氧化铝的方法主要有石灰石（或碱石灰）烧结法、碳酸纳烧结法（也称混合法）和酸法。

其中，石灰石（或碱石灰）烧结法是将粉煤灰与石灰石（或碱石灰）混合，在高温下(1200℃～1400℃）下锻烧活化，然后用碳酸钠溶液（或氢氧化纳溶液）浸出氧化铝，而粉煤灰中的另一重要组分二氧化硅与钙反应形成不溶的硅钙渣。该方法的缺点是能耗高，产生的废渣量大，每生产1吨氧化铝要产生8～10吨左右的硅钙渣，即使在锻烧活化前使用氢氧化钠溶液预脱硅，也不能完全解决上述问题。

碳酸钠烧结法是将粉煤灰与碳酸钠混合煅烧活化，在此过程中粉煤灰中的氧化铝和二氧化硅均被活化，为获得高纯度的氧化铝，需要将活化产物进一步与酸（盐酸或硫酸或二氧化碳）反应以实现硅铝分离。由于碳酸钠烧结法使用了先碱后酸的工艺，因此也被称作混合法。这种先碱后酸的工艺使生产过程复杂化，也增加了成本。

酸法是将粉煤灰直接与酸反应浸取氧化铝。由于二氧化硅不与酸反应，完全留在固相渣中，且酸法不会引入钙、钠等杂质，理论上能够获得纯度较高的氧化铝。但是正如之前所述，煤粉炉粉煤灰主要由玻璃相组成，它与酸反应的活性很低，从而导致氧化铝的提取率低。

上述主要是针对煤粉炉粉煤灰的综合利用。近年来发展起来的循环流化床技术是一项新型的燃煤技术。它是将煤或煤矸石在850℃左右燃烧，得到的粉煤灰主要物相组成为无定形偏高岭石，其主要化学组成二氧化硅、氧化铝及氧化铁均具有很好的活性，目前主要采用直接酸法从中提取氧化铝，这些酸法所用的酸为盐酸或硫酸，当采用硫酸溶出提取氧化铝时，还需要多步后续处理工艺。当采用盐酸提取氧化铝时，由于盐酸中含有大量的水，经过滤、洗涤得到氯化铝的水溶液中含有大量的水分，需要先将氯化铝的水溶液进行蒸发结晶得到结晶氯化铝，再经过高温灼烧，得到氧化铝，然后再经电解得到原铝，不仅繁杂了工艺流程，而且蒸发结晶和高温灼烧过程中需要消耗大量的能量，浪费了能源，提高了生产成本。因此，目前迫切需要出现一种简单且能耗低的处理工艺。

发明内容

本发明旨在提供一种从粉煤灰中溶出铝的方法，以解决现有技术中对流化床粉煤灰溶出时工艺复杂且能耗高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从粉煤灰中溶出铝的方法，包括以下步骤：S1、对粉煤灰进行预处理；S2、向预处理后的粉煤灰中加入盐酸醇溶液进行酸溶反应，得到酸溶后产物；S3、对酸溶后产物进行固液分离，得到氯化铝的醇溶液；以及S4、对氯化铝的醇溶液进行蒸发，对得到的无水氯化铝固体电解，得到原铝。

进一步地，步骤S1中采用磁选除铁的方式对粉煤灰进行预处理。

进一步地，盐酸醇溶液为氯化氢甲醇溶液、氯化氢乙醇溶液、氯化氢丙醇溶液、氯化氢丁醇溶液和氯化氢乙二醇溶液中的一种或多种。

进一步地，按照盐酸醇溶液中的氯化氢与粉煤灰中氧化铝的摩尔比4:1～8:1加入盐酸醇溶液进行酸溶。

进一步地，按照盐酸醇溶液中的氯化氢与粉煤灰中氧化铝的摩尔比5:1～7:1加入盐酸醇溶液进行酸溶。

进一步地，盐酸醇溶液的质量百分比浓度为20%～37%，优选为20%～30%。

进一步地，酸溶反应的温度为80℃～200℃，压力为0.1～2.5MPa，时间为0.5～4小时。

进一步地，酸溶反应的温度为100℃～160℃，压力为0.3～1.5MPa，时间为1.5～2.5小时。

进一步地，步骤S3中采用沉降、减压过滤或加压过滤的方式对所述酸溶后产物进行固液分离。