粉煤灰提取氧化铝工艺方法研究.pdf

1、2 0 1 2N o 1粉煤灰综合利用F L Y A S HC O M P R E H E N S I、1 巳U T。I Z A T I o N粉煤灰提取氧化铝工艺方法研究S t u d y0 1 1 岵P r o c e s sM o t h o d so fE x t r a c n n gA l u m i n af r o mF l yA s h张金山，彭艳荣，李志军(内蒙古科技大学矿业工程学院，内蒙古包头0 1 4 0 1 0)摘要：粉煤灰中氧化铝含量一般为1 7 一3 5，部分地区氧化铝含量可高达4 0 一6 0，可以作为氧化铝或铝土矿的后备资源储量。关键词：粉煤灰；铝土矿；氧化铝

2、；氢氧化铝中图分类号：X 7 7 3文献标识码：B文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 2)0 1-0 0 5 2-0 3随着我国经济建设的快速发展，对铝、铜、铅、锌等有色金属的需求量也越来越高，其中对铝的需求量最大。可是我国的优质铝土矿储量较小，近年来的大量开采使优质铝土矿告急。而粉煤灰中氧化铝含量一般在1 7 一3 5，部分地区粉煤灰铝含量更可高达4 0 6 0。是一种十分重要的非传统氧化铝资源。自2 0世纪5 0 年代，波兰J G r z y m e k 教授以高铝煤矸石或高铝粉煤灰(氧化铝含量大于3 0)为主要原料从中提取氧化铝并利用其残渣生产水泥以来，国内外许多学者对

3、粉煤灰提铝技术做了大量研究。从粉煤灰中提取氧化铝或铝盐工艺有很多，但主要有碱法烧结和酸浸法两类，目前大部分工艺还处于实验室研究阶段，工业化应用很少。l 碱法提铝技术1 1 石灰石烧结法J 1石灰石烧结法也称石灰烧结法就是将粉煤灰与石灰石或石灰混合后进行高温烧结。使粉煤灰中的莫来石和石英变为2 C a O S i 0 2 和1 2 C a O 7 A 1 2 0 3，即使粉煤灰中活性低的铝硅酸盐生成易溶于碳酸钠溶液的铝酸钙和不溶的硅酸二钙，从而实现铝硅分离。见式(1)，铝酸钙可被碳酸钠溶出生成N a A I O：，见式(2)。第一作者：张金山(1 9 5 9 一)男教授常年从事粉煤灰、麦糠灰等废

4、料的综合利用研究。收稿日期：2 0 1 1-0 7-2 65 2 7(3 A 1 2 0 3。S i 0 2)+6 4 C a 0=3(1 2 C a O 7 A 1 2 0 3)+1 4(2 C a 0 S i 0 2)(1)1 2 C a O 7 A 1 2 0 3+1 2 N a 2 C 0 3+3 3 H 2 0=1 4 N a A I(O H)4+1 0 N a O H(2)该法温度一般在1 3 2 0-1 4 0 0，故能耗较高，成本也高，同时产渣量也大。但其熟料冷却后，会因晶相发生急剧转变，体积膨胀1 0 左右，所以可以自行粉化到一定的程度，节省了粉磨能耗。然后将熟料粉末与N a

5、 2 C O，溶液混合，在一定时间内使其转变为偏铝酸钠，经过滤可得到N a A I O：粗液，同时滤出的不溶性硅酸二钙用于水泥的生产。由于N a A I O：粗液中含少量s i O：，故需加入石灰乳进行脱硅处理，再过滤即可得N a A l 0 2 精液。再通入C 0 2 进行中和N a A l 0 2，降低溶液碱度，使A I(O H)，析出。最后将A 1(O H)，放入窑内经1 2 0 0 煅烧，从而获得A l：O，。1 2 碱石灰烧结法刮碱石灰烧结法就是将粉煤灰和石灰、碳酸钠在高温下烧结。粉煤灰中的A l：O，与碳酸钠烧结成可溶性的铝酸钠即N a A I O：，该法的特点是以纯碱代替石灰，见

6、式(3)：N a 2 C 0 3=N a 2 0+C 0 2N a 2 0+4 S i 0 2=N a 2 S i(S i 3 0 9)N a 2 0+A 1 2 0 3=2N a A l 0 2(3)此法一般在1 2 2 0 0 C，弱还原气氛下进行，故能耗较石灰法低些。其熟料得经过破碎后才能进入下一道工序。将破碎所得熟料用循环母液浸出，将可溶性偏粉煤灰综合利用F L YA S HC o M P R E H E N S EU T。I Z A T I o N2 0 1 2N o 1铝酸钠与不溶性硅酸二钙分离。过滤后，由于N a A I O：粗液中含少量S i O：，故需加入石灰乳进行脱硅处理，再过滤即可得N a A I O：精液。再通入C 0 2 进行中和N a A t O：，降低溶液碱度，使A I(O H)3 析出。最后将A I(O H)，放入窑内经1 2 0 0 0 C 煅烧，从而获得A I：0 3。此方法碱液可循环利用，所得残渣可用于生产硅酸盐水泥原料。1 3 碳酸钠焙烧法主要工艺为：将粉煤灰和碳酸钠混合烧结，将其产物自粉化冷却，加入适量盐酸溶液，可形成硅胶。多次抽滤洗涤所得的胶