[发明专利]用于从煤矸石中回收氧化铝的方法

说明书

用于从煤矸石中回收氧化铝的方法，包括：(1)将煤矸石研磨，得粉末状煤矸石；(2)将粉末状煤矸石与酸和水混合进行酸浸溶出后固液分离，得酸浸液；(3)通过方法一和/或方法二将步骤(2)所得酸浸液中的氯化铝结晶析出，得到氯化铝粗晶体；其中，方法一包括：①向酸浸液中加入氧化剂以发生氧化反应，得氧化酸浸液；②将氧化酸浸液通过阴离子交换树脂，得氯化铝精制液；③将氯化铝精制液加热浓缩后冷却结晶，得氯化铝粗晶体；方法二包括：向酸浸液中通入氯化氢气体以发生盐析反应，得氯化铝粗晶体；(4)对氯化铝粗晶体进行洗涤和过滤，得氯化铝晶体；(5)对氯化铝晶体进行焙烧热解，得氧化铝。该方法成本低，工艺简单稳定。

技术领域

本发明属于煤炭领域，具体涉及用于从煤矸石中回收氧化铝的方法。

背景技术

煤矸石是采煤、洗煤过程中产生的固体废物，以内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗黑岱沟露天矿为例，生产3000万吨/年煤炭，矸石排放量高达1400万吨/年。未被利用的煤矸石不仅占用土地，污染环境，而且当温度达到可燃物的燃烧点时，煤矸石堆中的残煤还会自燃，存在安全隐患。因此，针对不同地区煤矸石的物理化学特性，研究煤矸石高值化利用技术迫在眉睫。

黑岱沟露天矿煤矸石中主要矿物组成为高岭石和勃姆石，主要化学成分为Al₂O₃和SiO₂，还含有少量的Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、P₂O₅、K₂O和Na₂O等，其中Al₂O₃含量可达50％，是优质的提铝原料。

CN 112897560 A提供了一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法，该方法将煤矸石研磨、750℃焙烧、硫酸浸取、铵明矾结晶、晶体溶解，三次氯化氢盐析结晶制备99.95％的氧化铝，此方法存在焙烧耗能、反应过程中引入大量铵盐环保处理成本高和三次氯化氢盐析结晶制备成本高，相应的解析设备昂贵、产率低等缺点。CN 109516484 B公开了一种用电石泥粉煤灰和煤矸石烧结法生产氧化铝的方法。该方法含有生料配置、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离与洗涤、赤泥脱碱、粗液脱硅、晶种的制备、精液碳酸化分解、氢氧化铝分离与洗涤、氢氧化铝焙烧和母液蒸发等工序，存在工艺流程长，耗能，提铝残渣剩余大等缺点。CN107473353 A使用氢氧化钠与煤矸石、硫铁矿烧渣1150℃一起活化1.5h，活化物与25％的盐酸以1:7的比例混合，在106℃下酸浸3h，然后在37℃下熟化36h得到聚合氯化铝铁，该方法使煤矸石中氧化铝的浸出率增大，但是活化温度过高，制备过程中对酸碱的消耗量也增加，并且盐酸浓度达到25％，熟化时间太长。CN 112811453 A公开了一种煤矸石为原料用微波水热法制备聚合氯化铝的方法，该方法包含焙烧、微波酸浸、聚合等工艺。微波加热，耗能，成本高不适合产业化应用。

目前，以煤矸石为原料制备氧化铝时，存在较多问题，尤其是成本高，不适合产业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于从煤矸石中回收氧化铝的方法，该方法成本低，工艺简单稳定。

为实现本发明的目的，采用以下的技术方案：

一种用于从煤矸石中回收氧化铝的方法，所述方法包括以下步骤:

(1)研磨：将煤矸石研磨成粉末状，得到粉末状煤矸石；

(2)酸浸：将步骤(1)所得粉末状煤矸石与酸和水混合进行酸浸溶出反应，然后对所得溶出料浆进行固液分离，得到含有氯化铝和氯化亚铁的酸浸液和固体残渣；

(3)结晶：通过方法一和/或方法二将步骤(2)所得酸浸液中的氯化铝结晶析出，得到氯化铝粗晶体；其中，

方法一包括以下步骤：