專利名稱：高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
粉煤灰資源豐富，產(chǎn)量大而集中，電廠每發(fā)IOOOKwh電，平均產(chǎn)生粉煤灰87kg，隨著電力需求的不斷增大，其排放量還將逐年增加，廢棄的粉煤灰既占用土地，又污染環(huán)境；而同時，隨著我國乃至世界范圍內(nèi)的鋁土礦資源的日益枯竭，從粉煤灰中提取氧化鋁，符合我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的產(chǎn)業(yè)政策，近年來已成為相關(guān)行業(yè)關(guān)注和研究的熱點。從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁常見的方法有堿法、酸法和酸堿聯(lián)合法。其中，堿法有石灰石燒結(jié)法和堿石灰燒結(jié)法，傳統(tǒng)的石灰石燒結(jié)法是以粉煤灰為原料，采用石灰石燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁，其主要步驟包括:原料的配制及粉化、氧化鋁堿液浸取、液固分離、氧化鋁溶液碳分、拜爾法溶出、種分、氫氧化鋁分離及焙燒和水泥熟料鍛燒等，石灰石燒結(jié)法能耗高(燒結(jié)溫度1300 1400°C )，一次性資源消耗量大(每處理It粉煤灰消耗約2.3t石灰石資源)，硅鈣渣排放量大(每處理It粉煤灰產(chǎn)生約3.2 t硅鈣渣)；預(yù)脫硅+堿石灰燒結(jié)法是內(nèi)蒙古大唐國際再生資源開發(fā)有限公司自主開發(fā)的利用高鋁粉煤灰提取氧化鋁并聯(lián)產(chǎn)白炭黑、活性硅酸鈣等硅產(chǎn)品的技術(shù)，該方法的主要特點是采用預(yù)脫硅技術(shù)，提高鋁硅比，降低成渣量，主要包括:預(yù)脫硅、白炭黑(活性硅酸鈣)制備、生料漿制備、熟料燒成、一二段常壓脫硅、碳分、種分和焙燒等工序；改良堿石灰燒結(jié)法是中國地質(zhì)大學(xué)(北京)礦物材料國家專業(yè)實驗室等自主開發(fā)的利用粉煤灰提取氧化鋁并聯(lián)產(chǎn)硅灰石的技術(shù)，該方法同大唐工藝的主要區(qū)別是燒結(jié)配料鈣比從2降到了 I，降低了燒成能耗和成渣量，但是上述堿石灰燒結(jié)法燒結(jié)反應(yīng)復(fù)雜，氧化鋁的溶出率不高。酸法中比較有代表性的方法是硫酸浸取法，該方法是:首先用一定濃度及體積的NH4F作為助溶劑對粉煤灰進行浸泡，然后用一定濃度和體積的H2SO4在一定溫度下進行溶解，Al以Al2(SCM)3的形式被從粉煤灰中浸出，除去雜質(zhì)Fe 后加入(NH4) 2S04 與之反應(yīng)生成 NH4Al (SO4)212H20,最后在 950 °C下加熱 NH4Al (SO4)212H20就可得到Al2O3 ；目前采用酸法處理粉煤灰的方法還有鹽酸法，該方法為:將粉煤灰與濃度為26%的鹽酸反應(yīng)，保持溫度約100 1:的條件下I 2小時，過濾、分離后得到合格的溶出液，然后進行蒸發(fā)和結(jié)晶，析出結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品，通過煅燒得到氧化鋁產(chǎn)品，但是酸的大量使用嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，酸堿聯(lián)合法的工藝流程則更為復(fù)雜，堿的消耗量大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)對粉煤灰利用存在的問題，本發(fā)明提供一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法，目的是通過對粉煤灰進行兩段預(yù)脫硅和高溫堿浸的方式生產(chǎn)超白氫氧化鋁并副產(chǎn)硅灰石及鐵化水榴石，避免高鋁粉煤灰在提取氫氧化鋁過程中的低鋁硅比燒成溫度難于控制的高溫?zé)Y(jié)過程，同時降低能耗，提高粉煤灰的綜合利用價值。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進行:
(1)將高鋁粉煤灰球磨至粒度200目以下，與循環(huán)NaOH溶液和鋁酸三鈣混合均勻，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，a k=30,于80 105°C進行一段常壓脫硅0.5 1.0h,得到一段脫娃液和一段脫娃洛，然后在130 160°C,0.27、.62MPa的條件下對一段脫娃洛進行二段中壓脫硅0.5^1.0h，得到二段脫硅渣和二段脫硅液，將一段脫硅液與二段脫硅液混合，向混合后的脫硅液中加入石灰乳進行苛化反應(yīng)，石灰乳的加入量為混合后脫硅液體積的38 42%，得到硅灰石漿液，對硅灰石漿液分離洗滌，得到固體硅灰石和NaOH溶液，以得到的NaOH溶液作為循環(huán)NaOH溶液，與返回初始步驟與粉煤灰混合；向固體硅灰石加入占固體硅灰石體積5.(Γ8.0%的石灰乳進行脫堿，然后采用乙酸酸洗，控制酸洗后硅灰石PH值為6.9 7.1，于23(T280°C保溫停留8 10h，再經(jīng)過烘干后，得到硅灰石產(chǎn)品；
(2)將二段脫硅渣與循環(huán)母液混合均勻，加入亞鐵酸鈉和石灰乳，于23(T280°C浸出反應(yīng)1.5^2.5h，對得到的浸出漿液進行稀釋、分離洗滌后，得到固體水榴石和溶出液，對固體水榴石進行分離洗滌烘干后，得到鐵化水榴石產(chǎn)品；所述的亞鐵酸鈉加入量控制方式為:亞鐵酸鈉中Fe2O3/二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為(0.5、.7):1，所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為2.0:1 ;
(3)向步驟(2)中的溶出液中加入石灰乳，于18(Tl85°C溶出反應(yīng)1.(Tl.5h，得到鋁酸三鈣漿液，對鋁酸三鈣漿液進行固液分離，得到鋁酸三鈣濾餅和鋁酸三鈣分離液，對鋁酸三鈣濾餅進行洗滌，得到鋁酸三鈣和鋁酸三鈣洗液；所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/溶出液中Al2O3質(zhì)量比為1.5:1 ;
(4)將鋁酸三鈣與蒸發(fā)后的碳分母液混合均勻，于18(T185°C反應(yīng)1.(Tl.5h，得到碳酸鈣漿液，對碳酸鈣漿液分離洗滌后，得到碳酸鈣濾餅和分離液，向分離液中持續(xù)通入CO2進行碳酸化分解，得到的碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后，得到氫氧化鋁濾餅和分離液，濾餅經(jīng)過洗滌，得到氫氧化鋁固體和氫氧化鋁洗液，將氫氧化鋁固體烘干后，得到成品超白氫氧化鋁；所述的CO2加入量控制方式為:通入CO2/分離液中Al2O3質(zhì)量比為(1.2^1.4):1。所述的鋁酸三鈣分離液和占鋁酸三鈣洗液總體積60飛5%的鋁酸三鈣洗液混合，蒸發(fā)控制混合液中NaOH濃度260-280g/l，作為循環(huán)母液進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)；剩余的35 40%鋁酸三鈣洗液返回步驟(I)中與高鋁粉煤灰混合。所述碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后得到的分離液和氫氧化鋁洗液混合后作為碳分母液，將碳分母液蒸發(fā)至溶液中Na2CO3濃度為14(Tl50g/l，得到蒸發(fā)母液和固體碳酸鈉，所述的蒸發(fā)母液返回步驟(4)中與鋁酸三鈣混合，所述的固體碳酸鈉與鐵屑混合，在Na2CO3/Fe2O3重量比為(0.661 0.664):l，80(T90(rC條件下焙燒，得到亞鐵酸鈉，進入步驟(2 )中進行浸出反應(yīng)。所述的碳酸鈣濾餅于95(Tl05(TC下焙燒后加入9(TlO(TC熱水中進行石灰消化，制備成合格石灰乳，進入步驟(I)、步驟(2 )和步驟(3 )中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
本發(fā)明方法采用兩段預(yù)脫硅和高溫堿浸工藝，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用高溫?zé)Y(jié)方法從高鋁粉煤灰中提取氫氧化鋁中 ，因粉煤灰中鋁硅比低導(dǎo)致燒成溫度難于控制問題，達到了降低能耗，提高粉煤灰的綜合利用價值的目的，同時各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)物都可以進行各流程的循環(huán)利用，為高鋁粉煤灰制備超白氫氧化鋁和氧化鋁提供了一條經(jīng)濟有效的技術(shù)途徑。本發(fā)明方法得到的氫氧化鋁是用量最大和應(yīng)用最廣的無機阻燃添加劑，被廣泛應(yīng)用于熱固性塑料、熱塑性塑料、合成橡膠、涂料及建材等行業(yè)；硅灰石產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、冶金、陶瓷、塑料等工業(yè)生產(chǎn)中；鐵化水榴石可作為生產(chǎn)水泥的熟料，生產(chǎn)磚、耐火材料、人行步道板、道路裝飾材料的原材料，黑色冶金業(yè)燒結(jié)料的熔劑填料，礦山巷道、沖溝、礦場、鹽化土壤等有垃圾的建筑區(qū)重新耕作時作為非活性骨料，以及貧鐵土壤的改性劑。本發(fā)明方法不僅可用于處理高鋁粉煤灰，也可以用于處理霞石及拜耳法赤泥，本發(fā)明方法不僅可以生產(chǎn)超白氫氧化鋁并副產(chǎn)硅灰石和鐵化水榴石，也可以生產(chǎn)其他氫氧化鋁和氧化鋁制品。


圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明中所述的高鋁粉煤灰中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 50%。實施例1
(1)將高鋁粉煤灰球磨至粒度200目以下，與循環(huán)NaOH溶液和鋁酸三鈣洗液混合均勻，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，ak=30，于80°C進行一段常壓脫硅l.0h，得到一段脫硅液和一段脫硅渣，然后在160°C，0.27MPa的條件下對一段脫硅渣進行二段中壓脫硅0.8h，得到二段脫硅渣和二段脫硅液，將一段脫硅液與二段脫硅液混合得到混合液，向混合液中加入石灰乳進行苛化反 應(yīng)，石灰乳的加入量為混合后脫硅液體積的38%，得到硅灰石漿液，對硅灰石漿液分離洗滌，得到固體硅灰石和NaOH溶液，以得到的NaOH溶液作為循環(huán)NaOH溶液，與返回初始步驟與粉煤灰混合；向固體硅灰石加入占固體硅灰石體積5.0%的石灰乳進行脫堿，然后采用乙酸酸洗，控制酸洗后硅灰石PH值為6.9，于280°C保溫停留8h，再經(jīng)過烘干后，得到硅灰石產(chǎn)品；
(2)將二段脫硅渣與循環(huán)母液混合均勻，加入亞鐵酸鈉和石灰乳，于230°C在浸出反應(yīng)2.5h，對得到的浸出漿液進行稀釋、分離洗滌后，得到固體水榴石和溶出液，對固體水榴石進行分離洗滌烘干后，得到鐵化水榴石產(chǎn)品；所述的亞鐵酸鈉加入量控制方式為:亞鐵酸鈉中Fe2O3/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為0.5:1，所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為2.0:1 ;
(3)向步驟(2)中的溶出液中加入石灰乳，于180°C溶出反應(yīng)1.5h，得到鋁酸三鈣漿液，對鋁酸三鈣漿液進行固液分離，得到鋁酸三鈣濾餅和鋁酸三鈣分離液，對鋁酸三鈣濾餅進行洗滌，得到鋁酸三鈣和鋁酸三鈣洗液；所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/溶出液中Al2O3質(zhì)量比為1.5:1 ;
(4)將鋁酸三鈣與蒸發(fā)后的碳分母液混合均勻，于180°C反應(yīng)1.5h，得到碳酸鈣漿液，對碳酸鈣漿液分離洗滌后，得到碳酸鈣濾餅和分離液，向分離液中持續(xù)通入CO2進行碳酸化分解，得到的碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后，得到氫氧化鋁濾餅和分離液，濾餅經(jīng)過洗滌，得到氫氧化鋁固體和氫氧化鋁洗液，將氫氧化鋁固體烘干后，得到成品超白氫氧化鋁；所述的CO2加入量控制方式為:通入CO2/分離液中Al2O3質(zhì)量比為1.2:1。所述的鋁酸三鈣分離液和占鋁酸三鈣洗液總體積60%的鋁酸三鈣洗液混合，蒸發(fā)控制混合液中NaOH濃度260g/l，作為循環(huán)母液進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)；剩余的40%鋁酸三鈣洗液返回步驟(I)中與高鋁粉煤灰混合。所述碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后得到的分離液和氫氧化鋁洗液混合后作為碳分母液，將碳分母液蒸發(fā)至溶液中Na2CO3濃度為140g/l，得到蒸發(fā)母液和固體碳酸鈉，所述的蒸發(fā)母液返回步驟(4)中與鋁酸三鈣混合，所述的固體碳酸鈉與鐵屑混合，在Na2C03/Fe203重量比為0.661:1，800°C條件下焙燒，得到亞鐵酸鈉，進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)。所述的碳酸鈣濾餅于950°C下焙燒后加入100°C熱水中進行石灰消化，制備成合格石灰乳，進入步驟(I)、步驟(2)和步驟(3)中。

實施例2
(1)將高鋁粉煤灰球磨至粒度200目以下，與循環(huán)NaOH溶液和鋁酸三鈣洗液混合均勻，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，ak=30，于90°C進行一段常壓脫硅0.8h，得到一段脫硅液和一段脫硅渣，然后在130°C，0.62MPa的條件下對一段脫硅渣進行二段中壓脫硅0.5h，得到二段脫硅渣和二段脫硅液，將一段脫硅液與二段脫硅液混合得到混合液，向混合液中加入石灰乳進行苛化反應(yīng)，石灰乳的加入量為混合后脫硅液體積的40%，得到硅灰石漿液，對硅灰石漿液分離洗滌，得到固體硅灰石和NaOH溶液，以得到的NaOH溶液作為循環(huán)NaOH溶液，與返回初始步驟與粉煤灰混合；向固體硅灰石加入占固體硅灰石體積5.0%的石灰乳進行脫堿，然后采用乙酸酸洗，控制酸洗后硅灰石PH值為7.0，于250°C保溫停留9h，再經(jīng)過烘干后，得到硅灰石產(chǎn)品；
(2)將二段脫硅渣與循環(huán)母液混合均勻，加入亞鐵酸鈉和石灰乳，于250°C在浸出反應(yīng)2h，對得到的浸出漿液進行稀釋、分離洗滌后，得到固體水榴石和溶出液，對固體水榴石進行分離洗滌烘干后，得到鐵化水榴石產(chǎn)品；所述的亞鐵酸鈉加入量控制方式為:亞鐵酸鈉中Fe2O3/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為0.6:1，所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為2.0:1 ;
(3)向步驟(2)中的溶出液中加入石灰乳，于183°C溶出反應(yīng)1.2h，得到鋁酸三鈣漿液，對鋁酸三鈣漿液進行固液分離，得到鋁酸三鈣濾餅和鋁酸三鈣分離液，對鋁酸三鈣濾餅進行洗滌，得到鋁酸三鈣和鋁酸三鈣洗液；所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/溶出液中Al2O3質(zhì)量比為1.5:1 ;
(4)將鋁酸三鈣與蒸發(fā)后的碳分母液混合均勻，于185°C反應(yīng)1.0h，得到碳酸鈣漿液，對碳酸鈣漿液分離洗滌后，得到碳酸鈣濾餅和分離液，向分離液中持續(xù)通入CO2進行碳酸化分解，得到的碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后，得到氫氧化鋁濾餅和分離液，濾餅經(jīng)過洗滌，得到氫氧化鋁固體和氫氧化鋁洗液，將氫氧化鋁固體烘干后，得到成品超白氫氧化鋁；所述的CO2加入量控制方式為:通入CO2/分離液中Al2O3質(zhì)量比為1.3:1。所述的鋁酸三鈣分離液和占鋁酸三鈣洗液總體積65%的鋁酸三鈣洗液混合，蒸發(fā)控制混合液中NaOH濃度270g/l，作為循環(huán)母液進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)；剩余的35%鋁酸三鈣洗液返回步驟(I)中與高鋁粉煤灰混合。所述碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后得到的分離液和氫氧化鋁洗液混合后作為碳分母液，將碳分母液蒸發(fā)至溶液中Na2CO3濃度為150g/l，得到蒸發(fā)母液和固體碳酸鈉，所述的蒸發(fā)母液返回步驟(4)中與鋁酸三鈣混合，所述的固體碳酸鈉與鐵屑混合，在Na2C03/Fe203重量比為0.664:1，900°C條件下焙燒，得到亞鐵酸鈉，進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)。所述的碳酸鈣濾餅于1050°C下焙燒后加入90°C熱水中進行石灰消化，制備成合格石灰乳，進入步驟(I)、步驟(2)和步驟(3)中。實施例3
(1)將高鋁粉煤灰球磨至粒度200目以下，與循環(huán)NaOH溶液和鋁酸三鈣洗液混合均勻，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，a k=30，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，a k=30，于105°C進行一段常壓脫硅0.5h，得到一段脫硅液和一段脫硅渣，然后在150°C，0.5IMPa的條件下對一段脫硅渣進行二段中壓脫硅1.0h，得到二段脫硅渣和二段脫硅液，將一段脫硅液與二段脫硅液混合得到混合液，向混合液中加入石灰乳進行苛化反應(yīng)，石灰乳的加入量為混合后脫硅液體積的42%，得到硅灰石漿液，對硅灰石漿液分離洗滌，得到固體硅灰石和NaOH溶液，以得到的NaOH溶液作為循環(huán)NaOH溶液，與返回初始步驟與粉煤灰混合；向固體硅灰石加入占固體硅灰石體積8.0%的石灰乳進行脫堿，然后采用乙酸酸洗，控制酸洗后硅灰石PH值為7.1，于230°C保溫停留10h，再經(jīng)過烘干后，得到硅灰石產(chǎn)品；
(2)將二段脫硅渣與循環(huán)母液混合均勻，加入亞鐵酸鈉和石灰乳，于280°C在浸出反應(yīng)
1.5h，對得到的浸出漿液進行稀釋、分離洗滌后，得到固體水榴石和溶出液，對固體水榴石進行分離洗滌烘干后，得到鐵化水榴石產(chǎn)品；所述的亞鐵酸鈉加入量控制方式為:亞鐵酸鈉中Fe2O3/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為0.7:1，所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為2.0:1 ;
(3 )向步驟(2 )中的溶出液中加入石灰乳，于185 °C溶出反應(yīng)1.0h，得到鋁酸三鈣漿液，對鋁酸三鈣漿液進行固液分離，得到鋁酸三鈣濾餅和鋁酸三鈣分離液，對鋁酸三鈣濾餅進行洗滌，得到鋁酸三鈣和鋁酸三鈣 洗液；所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/溶出液中Al2O3質(zhì)量比為1.5:1 ;
(4)將鋁酸三鈣與蒸發(fā)后的碳分母液混合均勻，于182°C反應(yīng)1.2h，得到碳酸鈣漿液，對碳酸鈣漿液分離洗滌后，得到碳酸鈣濾餅和分離液，向分離液中持續(xù)通入CO2進行碳酸化分解，得到的碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后，得到氫氧化鋁濾餅和分離液，濾餅經(jīng)過洗滌，得到氫氧化鋁固體和氫氧化鋁洗液，將氫氧化鋁固體烘干后，得到成品超白氫氧化鋁；所述的CO2加入量控制方式為:通入CO2/分離液中Al2O3質(zhì)量比為1.4:1。所述的鋁酸三鈣分離液和占鋁酸三鈣洗液總體積64%的鋁酸三鈣洗液混合，蒸發(fā)控制混合液中NaOH濃度280g/l，作為循環(huán)母液進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)；剩余的36%鋁酸三鈣洗液返回步驟(I)中與高鋁粉煤灰混合。所述碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后得到的分離液和氫氧化鋁洗液混合后作為碳分母液，將碳分母液蒸發(fā)至溶液中Na2CO3濃度為145g/l，得到蒸發(fā)母液和固體碳酸鈉，所述的蒸發(fā)母液返回步驟(4)中與鋁酸三鈣混合，所述的固體碳酸鈉與鐵屑混合，在Na2CCVFe2O3重量比為0.64:1，850°C條件下焙燒，得到亞鐵酸鈉，進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)。所述的碳酸鈣濾餅于1000°C下焙燒后加入95°C熱水中進行石灰消化，制備成合格石灰乳，進入步驟(I)、步驟(2)和步驟(3)中。
權(quán)利要求
1.一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法，其特征在于按照以下步驟進行: (1)將高鋁粉煤灰球磨至粒度200目以下，與循環(huán)NaOH溶液和鋁酸三鈣混合均勻，混合液中Al2O3濃度為13 14g/L，a k=30,于80 105°C進行一段常壓脫硅0.5 1.0h,得到一段脫娃液和一段脫娃洛，然后在130 160°C,0.27、.62MPa的條件下對一段脫娃洛進行二段中壓脫硅0.5^1.0h，得到二段脫硅渣和二段脫硅液，將一段脫硅液與二段脫硅液混合，向混合后的脫硅液中加入石灰乳進行苛化反應(yīng)，石灰乳的加入量為混合后脫硅液體積的38 42%，得到硅灰石漿液，對硅灰石漿液分離洗滌，得到固體硅灰石和NaOH溶液，以得到的NaOH溶液作為循環(huán)NaOH溶液，與返回初始步驟與粉煤灰混合；向固體硅灰石加入占固體硅灰石體積5.(Γ8.0%的石灰乳進行脫堿，然后采用乙酸酸洗，控制酸洗后硅灰石PH值為6.9 7.1，于23(T280°C保溫停留8 10h，再經(jīng)過烘干后，得到硅灰石產(chǎn)品； (2)將二段脫硅渣與循環(huán)母液混合均勻，加入亞鐵酸鈉和石灰乳，于23(T280°C浸出反應(yīng)1.5^2.5h，對得到的浸出漿液進行稀釋、分離洗滌后，得到固體水榴石和溶出液，對固體水榴石進行分離洗滌烘干后，得到鐵化水榴石產(chǎn)品；所述的亞鐵酸鈉加入量控制方式為:亞鐵酸鈉中Fe2O3/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為(0.5^0.7):1，所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/ 二段脫硅渣中Al2O3質(zhì)量比為2.0:1 ; (3)向步驟(2)中的溶出液中加入石灰乳，于18(Tl85°C溶出反應(yīng)1.(Tl.5h，得到鋁酸三鈣漿液，對鋁酸三鈣漿液進行固液分離，得到鋁酸三鈣濾餅和鋁酸三鈣分離液，對鋁酸三鈣濾餅進行洗滌，得到鋁酸三鈣和鋁酸三鈣洗液；所述的石灰乳加入量控制方式為:石灰乳中CaO/溶出液中Al2O3質(zhì)量比為1.5:1 ; (4)將鋁酸三鈣與蒸發(fā)后的碳分母液混合均勻，于18(T185°C反應(yīng)1.(Tl.5h，得到碳酸鈣漿液，對碳酸鈣漿液分離洗滌后，得到碳酸鈣濾餅和分離液，向分離液中持續(xù)通入CO2進行碳酸化分解，得到的碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后，得到氫氧化鋁濾餅和分離液，濾餅經(jīng)過洗滌，得到氫氧化鋁固體和氫 氧化鋁洗液，將氫氧化鋁固體烘干后，得到成品超白氫氧化鋁；所述的CO2加入量控制方式為:通入CO2/分離液中Al2O3質(zhì)量比為(1.2^1.4):1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法，其特征在于所述的鋁酸三鈣分離液和占鋁酸三鈣洗液總體積6(Γ65%的鋁酸三鈣洗液混合，蒸發(fā)控制混合液中NaOH濃度260-280g/l，作為循環(huán)母液進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)；剩余的35 40%鋁酸三鈣洗液返回步驟(I)中與高鋁粉煤灰混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法，其特征在于所述碳酸化分解漿液經(jīng)過濾后得到的分離液和氫氧化鋁洗液混合后作為碳分母液，將碳分母液蒸發(fā)至溶液中Na2CO3濃度為14(Tl50g/l，得到蒸發(fā)母液和固體碳酸鈉，所述的蒸發(fā)母液返回步驟(4)中與鋁酸三鈣混合，所述的固體碳酸鈉與鐵屑混合，在Na2C03/Fe203重量比為(0.661 0.664):1，800^900 V條件下焙燒，得到亞鐵酸鈉，進入步驟(2)中進行浸出反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法，其特征在于.所述的碳酸鈣濾餅于95(T105(TC下焙燒后加入9(Γ100 熱水中進行石灰消化，制備成合格石灰乳，進入步驟(I)、步驟(2 )和步驟(3 )中。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鋁粉煤灰高溫堿浸生產(chǎn)超白氫氧化鋁及副產(chǎn)品的方法。本方法的步驟是首先對高鋁粉煤灰進行兩段預(yù)脫硅，然后于230~280℃浸出反應(yīng)1.5~2.5h，分別生產(chǎn)超白氫氧化鋁并副產(chǎn)硅灰石及鐵化水榴石。本發(fā)明方法避免了高鋁粉煤灰在提取氫氧化鋁過程中的低鋁硅比燒成溫度難于控制的高溫?zé)Y(jié)過程，同時降低能耗，提高粉煤灰的綜合利用價值，同時各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)物都可以進行各流程的循環(huán)利用，為高鋁粉煤灰制備超白氫氧化鋁和氧化鋁提供了一條經(jīng)濟有效的技術(shù)途徑。
文檔編號C01F7/02GK103172095SQ201310092230
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者趙成明, 黎娜, 羅亞林 申請人:東北大學(xué)設(shè)計研究院(有限公司)