[发明专利]一种粉煤灰生产硫酸铝工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰生产硫酸铝工艺，尤其涉及生产硫酸铝过程中的除铁工艺。

背景技术

在粉煤灰生产硫酸铝过程中，传统的除铁方法有：高锰酸钾氧化法、铁氰化钾除铁法和有机伯胺萃取法。然而高锰酸钾氧化法除铁工艺是利用生成氢氧化铁沉淀来达到除铁目的,然而由于氢氧化铁沉淀为絮状物,过滤困难,操作不便,并且铁含量很难达到0. 005% (质量分数)的要求;铁氰化钾除铁法生成的沉淀颗粒极细,且为蓝色固体沉淀,同样过滤困难,由于形成的是蓝色沉淀,还容易污染产物。有机伯胺萃取法工艺复杂,操作繁琐,不易掌握,且所用萃取剂价格昂贵,从而限制了其工业化应用。

硫酸铵与粉煤灰混合焙烧得到硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁混合熟料，熟料溶出后得到硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液，为了得到含铁量较低的硫酸铁溶液，因此必须对溶出液进行除铁处理。由于Fe³⁺水解的PH值与Al³⁺水解的PH值较为接近，因此如何选择除铁工艺和对生成的混合沉淀物进行处理变成为解决问题的关键。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种粉煤灰生产硫酸铝工艺，目的是使得工艺流程简单，易于实现工业化。

为实现上述目的，本发明一种粉煤灰生产硫酸铝工艺，经过氨法焙烧、浸出、针铁矿法除铁得到硫酸铝溶液。

氨法焙烧是将硫酸铵与粉煤灰按照质量比为6：1-10：1进行混料，混合均匀的物料在1-2小时内由室温升至500℃-580℃、保温2-3小时。

浸出是采用温度为80℃-90℃的水溶液对焙烧产物进行浸出，同时加入质量浓度为1%-5%的双氧水，使得溶液中的Fe²⁺离子全部氧化为Fe³⁺离子。

针铁矿法除铁是通过加入氨水分步调节溶液的PH值，使得最终溶液中铁离子含量小于20mg/L；针铁矿法除铁包括一次除铁和二次除铁，一次除铁调节溶液PH值为1.4-1.7；二次除铁调节溶液PH值为2.5-3.0。

还包括除铁渣处理，是将二次除铁渣与浓度为20%-98%的硫酸反应，反应温度为60℃-90℃，反应时间为0.5-1小时，待二次除铁渣全部溶解后，反应产物返回到浸出工序。

硫酸铝溶液铁含量小于20mg/L。

本发明的优点为：除铁的工艺流程简单，产物具有较好的过滤性能；除铁渣溶解时间短，且不引入新杂质，生成的沉淀物易于过滤；最终溶液中铁离子含量小于20mg/L。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图中：1、氨法焙烧；2、浸出；3、一次除铁；4、针铁矿；5、二次除铁；6、针铁矿和铝铵矾；7、硫酸；8、硫酸铝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

将硫酸铵与粉煤灰按照质量比6：1进行配料，焙烧温度为500℃，升温时间为2小时，保温3小时，采用90℃水进行浸出，加入质量浓度为2%的双氧水进行氧化。通过氨水调节一次除铁的PH值为1.4，二次除铁的PH值为2.5，二次除铁渣与浓度为98%的硫酸反应，反应温度为90℃，反应时间为0.5小时，溶解后溶液返回到浸出工序，其结果如表1所示：

表1 

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实施例2

将硫酸铵与粉煤灰按照质量比7：1进行配料，焙烧温度为520℃，升温时间为1.5小时，保温3小时，采用90℃水进行浸出，加入质量浓度为4%的双氧水进行氧化。通过氨水调节一次除铁的PH值为1.5，二次除铁的PH值为2.6，二次除铁渣与浓度为80%硫酸反应，反应温度为80℃，反应时间为0.5小时，溶解后溶液返回到浸出工序，其结果如表2所示：

表2

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实施例3

将硫酸铵与粉煤灰按照质量比8：1进行配料，焙烧温度为550℃，升温时间为1小时，保温2小时，采用80℃水进行浸出，加入质量浓度为5%的双氧水进行氧化。通过氨水调节一次除铁的PH值为1.6，二次除铁的PH值为2.7，二次除铁渣与浓度为60%硫酸反应，反应温度为80℃，反应时间为1小时，溶解后溶液返回到浸出工序，其结果如表3所示：

表3

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实施例4