[发明专利]基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法

摘要

本发明涉及基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法。采用粉煤灰与硫酸铵焙烧、联合除杂以及两段式流态化焙烧系统，解决了背景技术中设备的高腐蚀问题，并缩短了主流程的工艺链，其焙烧系统采用两段循环流态化焙烧、密相输送等方法使焙烧过程能耗低、经济、成本低，并解决了物料熔融粘壁、结块或结圈的技术问题。

主权项

基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法，包括以下步骤：(1)粉煤灰与硫酸铵((NH4)2SO4)混合造粒在粉煤灰中加入(NH4)2SO4，粉煤灰与(NH4)2SO4的混合摩尔比为1∶5～10；均匀混合，并完成造粒，颗粒的粒径为0.5～10mm。(2)对上述颗粒进行两段式流态化焙烧系统焙烧，本发明中低温干燥系统与高温焙烧氧化铝系统组合具有如下创新点：将含水率为6％～20％的物料颗粒(0.5～10mm)通过料仓及专用物料给料装置，送入低温流态化焙烧系统，进行低温焙烧以脱除颗粒表面的全部水分。在低温流态化焙烧系统内，环境空气经第一助燃风机增压并经过燃烧加热后送入低温流态化焙烧炉风室，当预热空气携带热量不能满足物料升温脱水过程的吸热需要时，启动燃烧器喷入燃料，为干燥过程提供补燃热源，物料被床内部的热烟气流化而脱水干燥。出低温焙烧流化床的粉料依靠重力作用进入第一物料贮罐，随后物料经过第一物料贮罐下部的气相输送装置被连续从下部排料管进入高温流态化焙烧系统。粉料在高温流态化焙烧系统进一步焙烧后成为合格熟料。(3)在焙烧后产生的熟料中加入2～30％的稀硫酸进行物料的溶出、过滤，滤液为NH4Al(SO4)2粗液，滤渣为硅渣，主要成分为二氧化硅，加酸的目的是除去溶液中的二氧化硅(因二氧化硅不溶于酸)。(4)采用联合法除杂，经除杂质后，得到NH4Al(SO4)2精液。(5)上述除杂分离出来的NH4Al(SO4)2精液进行冷却结晶，固液分离后得到NH4Al(SO4)2·12H2O晶体。(6)将上述晶体NH4Al(SO4)2·12H2O送入两段式焙烧系统焙烧。对物料系统送来的NH4Al(SO4)2·12H2O晶体进行循环流化床两段式焙烧，首先在150～270℃的低温段焙烧，以脱去NH4Al (SO4)2·12H2O中的吸附水及结晶水，后在高温段连续升温焙烧，直至1100℃左右，焙烧时间为3秒～30分钟，以使NH4Al(SO4)2发生氨解、硫解，生成冶金级氧化铝产品。(7)第(2)步焙烧出的含SO3、NH3、H2O等成分的烟气与第(6)步焙烧解出的含SO3、NH3和H2O等成分的烟气经综合吸收生成硫酸铵饱和溶液，回用于造粒工艺(1)，以实现硫酸铵循环利用。(8)酸浸工艺中加入的硫酸保留在硫酸铝铵结晶母液中，该母液回用于酸浸工艺(3)，实现硫酸的循环利用。