粉煤灰提取氧化铝研究及工业化进展

分析了粉煤灰的物化性质,从原理、工艺流程、优缺点、工业化进展等方面对几种典型的粉煤灰制取氧化铝工艺进行了剖析,并对后续的研究重点和方向提出了建议。     

粉煤灰提取氧化铝研究进展

我国铝土矿对外依存度高,粉煤灰作为富铝产品,如何从粉煤灰中回收铝是铝及煤化工行业关注的热点之一,粉煤灰提铝技术的开发对于改善环境、实现资源优化配置具有重要意义。本文分析了不同产地(内蒙古、山西、安徽、北京)的粉煤灰的物化性能,介绍了从粉煤灰提取氧化铝的技术进展,系统总结了碱法(碱烧结法和碱溶法)、酸法(硫酸浸出法、盐酸浸出法和硫酸氢铵法)、酸碱联合法及其他方法(碳热还原法、微波助溶法和生物浸出法)的工艺流程、原理及不足之处,调查了对大唐国际、蒙西集团、神华集团、华电集团等企业在粉煤灰提取氧化铝项目的产业化进展,并提出开发更加经济高效的工艺、铝尾渣的进一步资源化利用和其他有价金属的提取等建议。     

粉煤灰提取氧化铝研究进展

近年来,粉煤灰产量急剧增加,不仅占用大量土地资源,对生态环境也产生一定破坏。粉煤灰中含有较为丰富的铝,在铝土矿日益减少的今天,粉煤灰无疑是一种铝土矿的潜在替代品。从粉煤灰中提取氧化铝不仅可以实现粉煤灰的高附加值利用,还能实现铝行业的可持续发展。本文总结了目前从粉煤灰中提取氧化铝的工艺方法及研究进展,并分析不同工艺之间的优点及缺陷。     

粉煤灰提取氧化铝技术获重大进展

2012年11月17日,随着12．6t氧化铝产品的顺利封装,神华准能氧化铝中试厂日产氧化铝纪录再创历史新高,日产量超出达产目标0．5t,中试装置连续稳定运行42天,向“安、稳、长、满、优”运行的试验目标迈出了最重要的一步,标志着具有神华自主知识产权的循环流化床粉煤灰酸法提取氧化铝技术取得了重大进展。     

粉煤灰提取氧化铝工艺能耗分析

介绍了粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法、盐酸浸取法和硫酸焙烧法提取氧化铝的工艺方法,计算和分析了以上三种工艺的理论能耗。结果表明,三种工艺中预脱硅—碱石灰烧结法能耗最高,为1 707kgce(每吨Al_2O_3,下同),其中烧结工序就占总能耗的53.67%;盐酸浸取法与硫酸焙烧法能耗较低,分别为1 396kgce和1 476kgce,比预脱硅—碱石灰烧结法分别降低了18.3%和13.5%。盐酸浸取法中42.57%的能耗集中在AlCl_3·6H_2O晶体热解工序,而Al_2(SO_4)_3·18H_2O晶体脱水能耗占硫酸焙烧法总能耗的51.38%。     

降低烧结法氧化铝工艺能耗的节能措施

本论述了烧结法氧化铝生产过程中降低工艺能耗的工业实践情况，提出了降低烧结法氧化铝工艺能耗的有效途径。     

烧结法氧化铝脱硅工艺的改进与氧化铝能耗

本着重论述了烧结法氧化铝脱硅工艺的技术改进与氧化铝质量的关系,通过脱硅工艺的不断改进,改变了脱硅工序在氧化铝生产中的“颈”问题,氧化铝产量逐年增加,产品质量得到提高,能耗水平大幅度下降,年效益达2000万元以上。     

粉煤灰中锂提取技术研究进展

简要介绍了世界范围内煤中锂的分布、富集情况,着重介绍了粉煤灰中锂的提取富集技术,包括:硫酸焙烧法、盐酸浸出法和碱烧结法。最后,分析了目前粉煤灰中锂提取的研究现状及锂提取存在的问题,给出了合理的建议和研究方向,并对煤中伴生锂资源的提取前景进行了展望。     

高铝粉煤灰提取氧化铝的研究现状

以高铝粉煤灰为原料,粉煤灰中氧化铝质量分数可达15%～40% ,是制备氧化铝和氢氧化铝的很好资源.综述了近年来国内外从粉煤灰中提取氧化铝的制备工艺及进展,主要分为酸浸取法及烧结法.分别从各制备工艺的特点、优点及其存在的缺陷等方面进行简要的评述,并对其发展趋势进行了阐述.传统制备工艺不同程度地存在能量消耗高、产生二次污染、生产周期长、提取率不稳等不足.采用超声波、微波等新技术代替传统制备工艺中的煅烧、研磨和氟化物助溶等高耗能、高污染的技术将具有广阔的应用前景.     

低钙石灰烧结法处理粉煤灰高效提取氧化铝研究

为解决石灰烧结法配钙量高、渣量大和氧化铝回收率低等问题,提出了低钙石灰烧结法从脱硅粉煤灰提取氧化铝的新工艺,并研究了不同配钙比和碱铝比对熟料烧结行为、粉化性能和氧化铝浸出性能的影响。结果表明:低钙石灰烧结法处理粉煤灰烧结熟料主要物相组成为12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2,并含有少量CaO·Al_2O_3、2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3、2CaO·Al_2O_3·SiO_2和β-2CaO·SiO_2;提高钙铝比有助于2CaO·Al_2O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2的转化,从而提高氧化铝浸出性能和熟料粉化性能;提高碱铝比促进2CaO·Al_2 O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2 O_3的转化,有利于提高氧化铝的浸出性能,但过高的碱铝比增加熟料中的β-2CaO·SiO_2含量,从而降低熟料粉化性能;在1 350℃烧结1 h的条件下,当钙铝比为1.20、碱铝比为0.15时,脱硅粉煤灰烧结熟料氧化铝浸出率达到90%左右。     

粉煤灰中有价元素的提取

粉煤灰的综合利用是目前我国煤炭工业的一件大事,而从粉煤灰中提取有价元素是提高粉煤灰综合利用价值的重要途径之一。文章对其回收方法进行了咩细的综述,发现虽然在这方面也进行了大量的工作,但大都处于实验研究阶段,实现产业化的不多。因此,加强从粉煤灰中提取有价元素的研究,并有效地实现产业化是每个科学技术工作者的重要任务。     

硫酸法处理粉煤灰制备冶金级氧化铝

对硫酸法处理循环流化床粉煤灰制备冶金级氧化铝进行研究。结果表明,在180℃、时间5h、硫酸初始质量浓度30%、酸过量系数1.5的条件下,粉煤灰中氧化铝的溶出率达到93.1%。以500～600℃烧结40min的粉煤灰为调碱剂,利用高锰酸钾沉淀法对硫酸铝粗液的除铁率达到91.7%。硫酸铝精液浓缩结晶后在1 100℃煅烧4h,即可得到满足YS/T 274-1998标准1级要求的冶金级氧化铝。     

用硫酸从粉煤灰中直接浸出氧化铝

研究了用硫酸直接从循环流化床粉煤灰中浸出氧化铝,考察了温度、浸出时间与硫酸浓度等因素对氧化铝浸出率的影响。结果表明：浸出温度和时间对Al2 O3浸出率影响较大,硫酸浓度影响较小;在浸出温度180℃、浸出时间5 h、液固体积质量比5∶1、硫酸初始浓度3．7 mol/L条件下,Al2 O3浸出率达94．16％,Fe2 O3浸出率为95．1％,其他杂质浸出率都较低。     

高铝粉煤灰氯化法生产无水氯化铝新工艺

粉煤灰氯化法生产无水氯化铝、无水氯化铝电解得到金属铝是一条新的研究思路,其中粉煤灰氯化法生产无水氯化铝是关键。在参考海绵钛生产工艺的基础上,提出了一个高铝粉煤灰直接氯化法生产无水氯化铝的新工艺,并对粉煤灰氯化、无水氯化铝精制等关键技术进行了详细的分析。     

高铝粉煤灰高效增值利用新技术

针对当前高铝粉煤灰综合利用技术难题,提出了高铝粉煤灰预脱硅烧结法提取氧化铝新工艺。新工艺取消了铝酸钠溶液碳酸化分解工序,改为全种子分解工艺。通过合成技术优化,采用高苛性比合成技术,种分母液与预脱硅后的硅酸钠溶液可制备出合格的洗涤用4A沸石。生产过程中,通过补充少量水玻璃用于调节氢氧化铝和4A沸石两种产品的产出比例,可以较好地保障生产系统物料平衡。新工艺取消了石灰炉、氧化铝焙烧炉、铝酸钠溶液碳酸化分解和深度脱硅工序,工艺能耗降低,废渣排放量减少,碳排放量降低。此技术生产流程相对简单、技术可行、经济性好、竞争力较强。     

酸碱联合综合回收高铝粉煤灰中氧化铝和氧化硅

以高铝粉煤灰为原料,采用酸碱联合的方法从粉煤灰中综合回收氧化铝及氧化硅,即:粉煤灰经过浓硫酸熟化—水浸提取氧化铝,并得到活性高硅渣;硫酸铝溶液经浓缩结晶—还原焙烧得到活性铝氧;活性铝氧经低温碱浸—种分得到砂状氧化铝;活性高硅渣经低温碱浸提取氧化硅。结果表明,采用该工艺,粉煤灰中氧化铝熟化—水浸的氧化铝提取率为94.97%;硫酸铝800℃还原焙烧10min,获得的粗铝氧中Al2O3含量为85.58%、残余S含量0.53%;在95℃碱浸,粗铝氧中氧化铝的浸出率为97.36%;在95℃碱浸,高硅渣的硅浸出率96.25%。     

高铝粉煤灰预脱硅同步降低碱含量

研究了高铝粉煤灰预脱硅同步降低碱含量的规律及控制机理。结果表明,在温度90℃、氧化钠浓度120g/L、反应时间2.5h、液固比3∶1的最佳条件下,脱硅灰中化学碱氧化钠含量为2.8%,铝硅比由1.30提高到2.12,氧化硅溶出率39.4%,氧化铝溶出率0.6%,实现了高铝粉煤灰预脱硅后碱含量最低且预脱硅效率最大化。     

氢氧化钠循环母液杂质对高铝粉煤灰预脱硅过程的影响

以高铝粉煤灰为原料进行预脱硅,在预脱硅过程中控制氢氧化钠循环母液中碳碱浓度和氧化铝浓度,研究两种杂质成分对预脱硅过程液相成分、液相黏度和脱硅粉煤灰铝硅比变化的影响。结果表明,随着循环母液中碳碱浓度的提升,液相中的氧化硅含量稍有下降,脱硅灰的铝硅比呈小幅下降趋势,循环母液中的碳碱浓度的提升会增大液相的黏度,对过滤过程不利,应将碳碱浓度控制在10g/L以下。循环母液中的氧化铝会与脱硅液中的氧化硅反应生成羟基方钠石等沸石类前驱体,从而降低脱硅液中的氧化硅浓度和脱硅灰的铝硅比,增加脱硅灰中化合碱含量,生产中循环母液中氧化铝浓度不应超过3g/L。