煤矸石生產氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝的製作方法
2023-05-31 10:23:06
煤矸石生產氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝的製作方法
【專利摘要】本發明是一種利用煤矸石生產氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝。將發電後的粉煤灰用硫酸銨溶液浸取，得銨明礬。銨明礬熔液中通入熱解結晶氯化鋁產生的氯化氫氣體和硫酸分解氯化銨產生的氯化氫氣，酸析出結晶氯化鋁。結晶氯化鋁熱解得氧化鋁。利用廢液聯產生產氮磷複合肥。本發明工藝簡單，成本低是煤矸石綜合利用的最佳新工藝。
【專利說明】煤矸石生產氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝
[0001]本發明涉及一種利用煤矸石含鋁矽酸鹽礦物生產氧化鋁的工藝。
[0002]法國彼施涅鋁業公司發明處理粘土或煤頁巖的酸法生產氧化鋁的工藝，目前被認為是一種最有前途的酸法工藝，同時美國也發表了對此法作出改進的某些專利。
[0003]但是，H法工藝利用硫酸濃度為750-850克/升的溶液處理礦物不只操作困難，矽渣不宜分離，而且不易除鐵。
[0004]本發明的目的在於硫酸、硫酸銨、硫酸氫銨的混合溶液，以較低濃度浸出礦物，利用銨明礬極易除雜質的特點除去鐵、鎂、鉀、鈉等雜質。
[0005]本發明的另一個目的在於以硫酸分解氧化銨產生的氯化氫氣體及硫酸氫銨來補充工藝中硫酸氨、氯化氫的損耗。
[0006]酸析法氧化鋁基於以下化學原理:
[0007]AI2O3 ? 2Si02+2H2S04+(H H4)2S04+2H H4 HSO4 = AI2 (SO 4) 3 ? (H H4)2S04+(HH4)2S04+3H20+2Si02 I
[0008]AI2(SO4)3 * (H H4)2S04+6H01 + 12H20 = 2 (AlCl3 ? 6H20)+3H2S04 ? (H H4) 2S04H H4Cl (固)+H2 S04(濃)=H H4 HS04+HC1 t 2 (AlCl3 ? 6H20) = A1203+6HC1+9H20
[0009]酸析法的工藝流程為:
[0010]A、煤矸石在600_800°C下焙燒脫水。
[0011]B、礦石的浸出
[0012]礦石以循環中的硫酸、硫酸銨、硫酸氫銨混合溶液浸取。溶液中游離的濃度在約為700克-750克/升，在沸騰下反應1-4小時。然後以銨明礬重結晶時的廢液稀釋，熱過濾。冷卻結晶出銨明礬
[0013]C、廢液處理:
[0014]結晶銨明礬時的一次廢液可加入氨水或碳銨中和分離雜質後蒸發濃縮結晶出硫酸鈉銨循環使用。或加入過磷酸鈣、分離硫酸鈣，母液蒸髮結晶得氮磷複合肥。
[0015]C、酸析:
[0016]銨明礬重結晶用熱解結晶氯化鋁產生的鹽酸溶液溶解，再通入硫酸分解氯化銨產生的氯化氫氣體和熱解氯化鋁產生的氯化氫氣體酸析出結晶氯化鋁。
[0017]C、結晶氯化鋁熱解:
[0018]結晶氯化鋁在400°C以內熱解得活性氧化鋁，在1000°C -1300°C內熱解得符合電解要求的氧化鋁。
[0019]熱解出的氯化氫氣體經吸收作溶解銨明礬或酸析用。
[0020]F母液的濃縮脫氣:
[0021]C、酸析結晶氯化鋁後的母液濃縮，使HCI氣體揮發，吸收。蒸濃的硫酸、硫酸銨溶液補充硫酸氫銨後返回浸出礦物。
[0022]G、氯化銨的分解
[0023]用硫酸鈉分解氯化銨，以補充硫酸、氨、氯化氫在工藝中的損耗。本發明的特點在於:[0024]1、以硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鈉氫銨的混合液浸出礦物，再加稀廢液熱過濾器易於操作，矽渣易於分離。
[0025]2、銨明礬除鐵簡單易行。效果好。
[0026]3、廢液加過磷酸鈣生產複合肥一方面使礦物中的鐵、鎂、鉀、鈉等元素得到了綜合利用，另外也防止了閉路循環中這些元素的富集而對產品的汙染。
[0027]4、本發明採用溼法，硫酸、硫酸銨閉路循環流程，所以能耗低、物耗低、成本低。
[0028]5、本發明原料要求不嚴，可利用氧化鋁在25%以上的煤矸石和粉煤灰。
[0029]實例1:硫酸100g，硫酸氫錠115g，粉煤灰130g(AI203幹基40.8% )加水浸出3小時得鋁銨礬384g。鋁銨礬通入硫酸分解氧化銨產生的氯化氫氣，得結晶氯化鋁255g.結晶氯化鋁熱解氧化鋁45g。母液濃縮脫氣後返回浸出礦物。
[0030]實例2:返回液120ml加硫酸氫銨131g、煤矸石130g浸出3小時得鋁銨礬450g。鋁銨礬用實例I脫氣吸收後的鹽酸溶液溶解，通人實例I熱解時放出的氯化氫氣酸析，得結晶氯化鋁198g。熱解結晶氯化鋁得氧化鋁35g。酸析後的母液濃縮後循環使用。
[0031]圖1煤矸石生產 氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝。
【權利要求】
1.煤矸石生產氧化鋁聯產自備發電及氮磷複合肥的工藝，其特徵在於銨明礬重結晶後用熱解結晶氯化鋁產生的鹽酸溶液溶解，再通入硫酸分解氯化銨產生的氯化氫氣體和熱解氯化鋁產生的氯化氫氣體酸析出結晶氯化鋁。
2.根據權利要求1的方法結晶氯化鋁在400°C以內熱解得活性氧化鋁，在10000C -13000C內熱解得符合電解要求的氧化鋁。
3.根據權利要求1的方法，其特 徵在於銨明礬結晶時產生的一次廢液加入過磷酸鈣生產高濃度氮磷複合肥。
【文檔編號】C05G1/00GK103754903SQ201210262428
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月27日 優先權日:2012年7月27日
【發明者】張宏, 韓德民, 雷菊花 申請人:雷菊花