一種氧化鋁的製備方法
2023-06-07 13:39:26
一種氧化鋁的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種氧化鋁的製備方法，屬於精細化工領域。本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鋁的製備方法。本發明氧化鋁的製備方法，包括如下步驟：a、用碳酸鈉溶液浸取活化粉煤灰中的Al2O3，得NaAlO2溶液；b、將NaAlO2溶液濃縮，得到高濃度NaAlO2溶液，向高濃度NaAlO2溶液中通入空氣與CO2的混合氣體或CO2氣體，至pH為9～11，得沉澱；c、將沉澱過濾、洗滌、乾燥，即得氫氧化鋁；d、將氫氧化鋁於800～1500℃煅燒，得氧化鋁。本發明氧化鋁的製備方法製備得到的氧化鋁粉體粒徑<500nm。
【專利說明】一種氧化鋁的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氧化鋁的製備方法，屬於精細化工領域。
【背景技術】
[0002]粉煤灰的主要成分為三氧化二鋁和二氧化矽，一般粉煤灰中氧化鋁的含量通常在20?35%，因此是較大的矽和鋁的來源。此外，某些來源的粉煤灰含有較高濃度的氧化鐵以及鎵、鍺等稀散、稀缺金屬元素，我國西南地區的坑口電廠以及浙江的某些石煤電廠產生的粉煤灰中還含有較高濃度的鈾或釷。雖然我國很多地區將粉煤灰用於建材，但每年仍有超過1.5億噸新灰存留，放射性超標的粉煤灰目前還沒有消耗的途徑。存留的粉煤灰有嚴重的環境汙染風險。
[0003]我國粉煤灰的綜合利用率不高，而且應用也主要是粗放型簡單再利用，精細化、高附加值的工業化利用很少。隨著環境保護的壓力越來越大和資源匱乏，我國應加強粉煤灰綜合利用的深度與廣度，推進粉煤灰精細化利用的產業化進程。從粉煤灰中提取有用物質，不僅可以有效減少環境汙染，還可以為工業生產提供原料，具有較好的經濟效益和社會效益。，是一種製備氧化鋁，氫氧化鋁的寶貴資源，隨著世界人口的不斷增長，資源日趨緊張，環境也不斷惡化，對工業廢渣中排放量最大粉煤灰進行資源綜合利用，對實現人類的可持續發展，具有十分重要的現實意義和深遠的歷史意義。
[0004]總的說來，一方面，由於產生量大，粉煤灰成為我過大宗工業廢物的最大單一來源；另一方面，粉煤灰資源豐富，目前處置粉煤灰的方式是一種嚴重的資源浪費，因為根據粉煤灰的組成不同，可以用來製取白炭黑、氧化鋁、鐵礦粉、鎵、鍺等產品，形成新的循環經濟產業鏈，其中最重要的產品是氧化鋁。但粉煤灰中的氧化鋁以莫來石等礦相存在，難以回收。
[0005]目前公開的粉煤灰資源化利用技術，基本上可以總結為以下幾類:(I).石灰石燒結法:即用石灰石為添加劑，和粉煤灰一起焙燒，然後用水或者氫氧化鈉溶液將氧化鋁浸出，例如中國專利CN201110287177.0 (
【公開日】期2012-02-15) ； (2).鹼石灰燒結法:即同時用石灰石和碳酸鈉為添加劑，和粉煤灰一起焙燒，然後用水或者氫氧化鈉溶液將氧化鋁浸出，例如中國專利CN201010573688.4(
【公開日】期2011-03-30) ； (3)兩步鹼溶法:即先在較低溫度下用氫氧化鈉溶液脫去一部分矽，然後在高溫下用濃氫氧化鈉溶液溶出鋁，如中國專利CN101966999A(
【公開日】期2011-02-09) ； (4)預脫矽-鹼石灰燒結法，即先用氫氧化鈉溶液於100?140度預脫矽,然後用碳酸鈉-石灰石燒結,用水溶出鋁，如中國專利CN101284668 (
【公開日】期2008-10-15) ； (5)硫酸銨法，即用硫酸銨為焙燒添加劑，然後用水溶出鋁；(6).酸浸法:將粉煤灰用機械法等作一定的處理，用硫酸或者鹽酸在高溫高壓等條件下直接浸出三氧化二鋁，例如中國專利CN102101689A (
【公開日】期2011-06-22)、中國專利 CN102101686A(
【公開日】期 2011-06-22)。
[0006]已經公開的方法均存在各自的優缺點，如石灰石燒結法和鹼石灰燒結法都存在大幅度增加固體廢物量。
[0007]因此，尋找一種環境汙染小的氧化鋁的生產方法，顯得尤為重要。
【發明內容】
[0008]本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鋁的製備方法。
[0009]本發明氧化鋁的製備方法，包括如下步驟:
[0010]a、用碳酸鈉溶液浸取活化粉煤灰中的Al2O3,得NaAlO2溶液；
[0011]b、將NaAlO2溶液濃縮，得到高濃度NaAlO2溶液，向高濃度NaAlO2溶液中通入空氣與CO2的混合氣體或CO2氣體，至pH為9?11，得沉澱；
[0012]C、將沉澱過濾、洗滌、乾燥，即得氫氧化鋁；
[0013]d、將氫氧化鋁於800?1500°C煅燒，得氧化鋁。
[0014]其中，粉煤灰主要成分為Si02、A1203、FeO、Fe203、CaO, T12等，作為優選方案，粉煤灰中Al2O3含量為20?35%。
[0015]進一步的，所述b步驟高濃度NaAlO2溶液中NaAlO2濃度為50?99wt%，優選為60?95wt %，更優選為70?80wt %。
[0016]進一步的，作為優選方案，所述b步驟中，先向高濃度NaAlO2溶液中加入分散劑，然後再通入空氣與CO2的混合氣體或CO2氣體。作為更優選方案，所述分散劑為高性能分散劑，本領域高性能分散劑均適用於本發明，其添加量為常規用量。
[0017]進一步的，作為優選方案，所述c步驟中沉澱的過濾採用抽濾的方式。
[0018]作為優選方案，d步驟中氫氧化鋰的煅燒溫度為900?1300°C，更優選為1200°C。
[0019]本發明有益效果:
[0020]1、本發明氧化鋁的製備方法從粉煤灰中提取有用物質，實現了粉煤灰資源的綜合利用。
[0021]2、本發明氧化鋁的製備方法不僅可以有效減少環境汙染，還可以為工業生產提供原料，具有較好的經濟效益和社會效益。
[0022]3、本發明氧化鋁的製備方法製備得到的氧化鋁粉體粒徑<500nm。
【具體實施方式】
[0023]粉煤灰經過高溫活化、自粉化，用5-12%的Na2CO3溶液以NaAlO2形式浸取出氧化鋁。為滿足工業化生產的要求，對從粉煤灰中提取的NaAlO2溶液進行濃縮得到高濃度的NaAlO2溶液。取150ml溶液加入到反應器中，加入一定量的高性能分散劑，攪拌均勻，通入空氣與CO2的混合氣體至pH = 9時結束，將沉澱產品真空抽濾、洗滌、乾燥，可得到蓬鬆的氫氧化鋁超細粉體。氫氧化鋁粉體在高溫爐內800-1500°C溫度下煅燒得到超細氧化鋁。製備得到的氧化鋁粉體粒徑<500nm。
[0024]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。
[0025]實施例1
[0026]對從粉煤灰中提取的NaAlO2溶液進行濃縮得到高濃度的NaAlO2溶液，取10ml溶液加入到反應器中，加入一定量的高性能分散劑，攪拌均勻，通入空氣與CO2的混合氣體至PH = 9時結束，將沉澱產品真空抽濾、洗滌、乾燥，可得到蓬鬆的氫氧化鋁超細粉體。氫氧化鋁粉體在高溫爐內800°C溫度下煅燒得到超細氧化鋁。
[0027]經測定，所得氧化鋁粉體粒徑<500nm。
[0028]實施例2
[0029]對從粉煤灰中提取的NaAlO2溶液進行濃縮得到高濃度的NaAlO2溶液，取150ml溶液加入到反應器中，加入一定量的高性能分散劑，攪拌均勻，通入空氣與CO2的混合氣體至PH= 10時結束，將沉澱產品真空抽濾、洗滌、乾燥，可得到蓬鬆的氫氧化鋁超細粉體。氫氧化鋁粉體在高溫爐內1500°C溫度下煅燒得到超細氧化鋁。
[0030]經測定，所得氧化鋁粉體粒徑<500nm。
[0031]實施例3
[0032]對從粉煤灰中提取的NaAlO2溶液進行濃縮得到高濃度的NaAlO2溶液，取200ml溶液加入到反應器中，加入一定量的高性能分散劑，攪拌均勻，通入空氣與CO2的混合氣體至pH = 11.00時結束，將沉澱產品真空抽濾、洗滌、乾燥，可得到蓬鬆的氫氧化鋁超細粉體。氫氧化鋁粉體在高溫爐內1200°c溫度下煅燒得到超細氧化鋁。
[0033]經測定，所得氧化鋁粉體粒徑<500nm。
【權利要求】
1.氧化鋁的製備方法，其特徵在於:包括如下步驟: a、用碳酸鈉溶液浸取活化粉煤灰中的A1203，得NaA102溶液； b、將NaA102溶液濃縮，得到高濃度NaA102溶液，向高濃度NaA102溶液中通入空氣與C02的混合氣體或C02氣體，至pH為9?11，得沉澱； c、將沉澱過濾、洗滌、乾燥，即得氫氧化鋁； d、將氫氧化鋁於800?150(TC煅燒，得氧化鋁。
2.根據權利要求1所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於，所述粉煤灰中A1203含量為20 ?35%。
3.根據權利要求1或2所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述b步驟中高濃度NaA102溶液中NaA102濃度為50?99wt%。
4.根據權利要求3所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述b步驟中高濃度NaA102溶液中NaA102濃度為60?95wt%。
5.根據權利要求4所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述b步驟中高濃度NaA102溶液中NaA102濃度為70?80wt%。
6.根據權利要求1?5任一項所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述b步驟中，先向高濃度NaA102溶液中加入分散劑，然後再通入空氣與C02的混合氣體或C02氣體。
7.根據權利要求6所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述分散劑為高性能分散劑。
8.根據權利要求1?7任一項所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述c步驟中沉澱的過濾採用抽濾的方式。
9.根據權利要求1?8任一項所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述d步驟中氫氧化鋰的煅燒溫度為900?1300°C。
10.根據權利要求9所述的氧化鋁的製備方法，其特徵在於:所述d步驟中氫氧化鋰的煅燒溫度為1200°C。
【文檔編號】C01F7/02GK104229846SQ201410526545
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】陳軍超 申請人:中國十九冶集團有限公司