[发明专利]一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝并回收稀土元素的方法

说明书

本发明提供一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝并回收稀土元素的方法。通过本工艺制备的氧化铝纯度较高，完全满足电解铝的需要；同时还能兼顾稀土回收。本发明提供的方法，包括如下步骤：1)粉煤灰预除杂；2)溶出，得到主要组成为氯化铝的氯化铝酸浸液和残渣；3)蒸发浓缩，得到氯化铝质量浓度22％‑27％的浓缩液；4)盐析结晶I：得到六水氯化铝晶体I和盐析母液I；5)洗涤和溶解；6)盐析结晶II和洗涤：将步骤5)得到的所述氯化铝溶液进行盐析结晶II，经固液分离得到六水氯化铝晶体II和盐析母液II；将所述六水氯化铝晶体II用盐酸溶液洗涤，得到洗后液II；7)焙烧，得到氧化铝产品；8)溶剂萃取，回收其中的稀土元素。

技术领域

本发明涉及粉煤灰盐酸法生产氧化铝领域，特别涉及一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝并回收稀土元素的方法。

背景技术

煤是一种具有还原障和吸附障的有机岩矿产，在一些地质条件下可以大量聚集铝、镓、稀土、锂等金属元素，有些金属元素在煤中，特别是在粉煤灰中的含量有时会达到甚至高过这些金属常规矿床的品位。现阶段，电厂排放的粉煤灰是我国排量最大的工业固体废弃物之一。

鄂尔多斯地区、山西北部、宁夏东部等地区的电厂粉煤灰Al₂O₃含量高达40％～58％，铝含量与我国中低品位铝土矿相当，是一种重要的非传统氧化铝资源。鄂尔多斯准格尔矿区电厂粉煤灰中稀土氧化物含量REO约为0.09％，已经达到工业开采边界品位。以粉煤灰作原料来提取铝及高价值的稀土，不仅可以生产稀有战略物质，还可以有效的解决粉煤灰这一工业废弃物利用率低的问题。

近些年，粉煤灰盐酸法生产氧化铝又逐渐得到了人们的重视，形成一个新的研究热潮。粉煤灰盐酸法提取氧化铝具有工艺流程短、盐酸可再生回收等优点，但在粉煤灰浸出的同时，粉煤灰中多种伴生元素会共同进入粉煤灰酸浸液中，这些元素若不脱除，会带入到产品氧化铝中，因此，粉煤灰酸浸液中杂质离子的有效脱除是该工艺走向工业化的关键。专利102145905A公开了一种利用流化床粉煤灰制备冶金级氧化铝的方法，采用湿法磁选预脱除粉煤灰中铁成分，粉煤灰盐酸法浸出后采用离子交换树脂脱除溶液中铁杂质。专利CN207142844U公开了一种盐酸法处理粉煤灰生产氧化铝的系统，专利CN107758717A公开了一种氯化铝溶液除钙的方法，都采用离子交换树脂吸附方式将溶液中钙脱除。但以上专利中的杂质离子脱除技术只针对铁、钙等个别离子，没有报道多更广泛杂质离子的脱除效果。专利CN103964480A公开了一种酸法生产氧化铝的工艺，采用盐析结晶及焙烧获得冶金级氧化铝，但该工艺未对原料金属或非金属杂质组分进行描述，实际上，原料中金属杂质种类多及含量高的情况下，会降低原料中氧化铝的回收率，会影响产品氧化铝的化学纯度，但该专利未对氧化铝中各种金属或非金属杂质组分进行描述。

发明内容

本发明提供一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝并回收稀土元素的方法。通过本工艺制备的氧化铝纯度较高，优于国家标准冶金级氧化铝一级品化学纯度要求，完全满足电解铝的需要；同时还能兼顾稀土回收。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明提供一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝并回收稀土元素的方法，包括如下步骤：

1)粉煤灰预除杂：将粉煤灰与质量浓度1-3％的稀盐酸混合浸出，经固液分离得到稀酸浸出液和预除杂粉煤灰的滤饼；

2)溶出：将步骤1)得到的预除杂粉煤灰用盐酸溶液进行酸浸溶出，得到酸溶后产物，经固液分离和洗涤，得到主要组成为氯化铝的氯化铝酸浸液和残渣；

3)蒸发浓缩：将步骤2)得到的氯化铝酸浸液蒸发浓缩，得到氯化铝质量浓度22％-27％的浓缩液；

4)盐析结晶I：将步骤3)得到的所述浓缩液进行盐析结晶I，得到六水氯化铝晶体I和盐析母液I；