[发明专利]一种利用电厂粉煤灰制取氧化铝的方法

说明书

一种从电厂粉煤灰制取氧化铝的方法，将粉煤灰研磨，用浓硫酸浸出得硫酸铝溶液，浓缩冷却析出硫酸铝结晶，用盐酸溶解硫酸铝，然后通入HCl气体使溶液饱和，得到AlCl₃•6H₂O晶体析出，AlCl₃•6H₂O与氢氧化铵溶液或液氨或碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液反应得到氢氧化铝和氯化铵溶液，氢氧化铝经煅烧得到氧化铝，氯化铵经氧化镁置换得氨气和氯化镁，氯化镁经水解得到氧化镁和盐酸循环使用。

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，涉及一种利用电厂粉煤灰制取氧化铝的方法。

背景技术

粉煤灰作为燃煤电厂的固体排放物，每年产出总量已超过2亿吨，累计堆存超过25亿吨，粉煤灰的堆放占用大量土地，并对临近地区的农业以及人类健康造成危害。粉煤灰中主要成分是Al₂O₃、SiO₂和Fe₂O₃等，其中Al₂O₃含量为20～40%，利用粉煤灰作为原料提取氧化铝等有用物质，及解决了粉煤灰对环境造成的污染问题，也解决了氧化铝资源短缺的问题，意义很大。

氧化铝的生产方法到目前为止主要有碱法和酸法两大类，利用粉煤灰提取氧化铝，许多研究者也是沿用这两条路线。上世纪60年代，波兰曾采用碱石灰烧结法用粉煤灰提取氧化铝，建成了年产5000吨氧化铝和35万吨水泥的实验工厂。澳大利亚墨尔本的联邦科学与工业研究组织提出了碱式硫酸铝法，用硫酸铝溶液溶出高硅铝土矿，得到碱式硫酸铝，碱式硫酸铝在1150℃下煅烧得到氧化铝和SO₃气体，SO₃气体用于制硫酸返回继续使用。法国彼施涅公司发明了用浓硫酸和盐酸相结合的酸法处理粘土和煤页岩，即用浓硫酸处理含铝原料得到硫酸铝，然后用盐酸溶解硫酸铝并通入HCl气体使溶液饱和析出六水氯化铝，六水氯化铝在1100-1200℃下煅烧得到氧化铝和HCl气体，HCl气体返回系统循环使用。

进入21世纪随着世界各国对环境保护的强烈要求和铝矿资源日渐匮乏，人们对粉煤灰提取氧化铝的性趣得到进一步提升。我国的许多研究人员也开展了大量研究工作。专利CN101284668A、CN101070173A公开了石灰石烧结法生产氧化铝的方法，专利CN1792802、CN1923695A、CN101100304A、CN101397146A公开了浓硫酸浸出粉煤灰得到硫酸铝，然后煅烧硫酸铝得到含有杂质的氧化铝和SO₃气体，然后再用拜耳法处理该含杂质的氧化铝的方法。CN101811711A公开了用盐酸浸出粉煤灰得到含结晶水的氯化铝，然后焙烧含结晶水的氯化铝得到不纯的氧化铝和HCl气体,再用拜耳法处理该氧化铝的方法，硫酸便宜，挥发性和腐蚀性都小，所以对硫酸法的研究较多。每分子硫酸铝带有18～24个结晶水，氧化铝的质量分数仅为13～15%，煅烧这种结晶产物热耗大、易熔化，而且废气中SO₂和SO₃体积分数低，不利于回收硫酸。加之得到的氧化铝纯度不高，需要再用拜耳法进行处理，成本较高。

碱石灰烧结法处理粉煤灰最大的困扰是粉煤灰得铝硅比较低，需要使用较大量的碱石灰，大量的铝原料进入赤泥，氧化铝的回收率较低，成本较高。

发明内容

针对现有利用粉煤灰提取氧化铝工艺成本高的问题，本发明提供一种利用电厂粉煤灰制取氧化铝的新方法，本发明按以下步骤进行：