王增國　王永旺　陳東　劉瑞平

摘 要：本文主要闡述了硫酸浸取法、堿式硫酸法、酸堿聯(lián)合法以及一步酸溶發(fā)等酸法提取氧化鋁的工藝路線以及相關(guān)特點展開分析與綜述，對不同工藝路線提取氧化鋁的優(yōu)勢以及缺陷展開了分析。通過酸法從循環(huán)流化床粉煤灰提取的氧化鋁方式是可行的方式，這在實現(xiàn)工業(yè)化工藝目標(biāo)方面有著積極意義。

關(guān)鍵詞：氧化鋁；粉煤灰；酸法；工藝

1 粉煤灰性質(zhì)的研究

粉煤灰的產(chǎn)生主要基于燃煤中黏土礦物燃燒以后而形成，立足于化學(xué)組成的角度，主要包括的成分是氧化鋁與氧化硅，同時也含有少量的鐵、鈦、鉀以及鈣等成分。按照粉煤灰中氧化鋁含量的差異，能夠?qū)⑵浞譃楦咪X粉煤灰與普通粉煤灰。

燃煤鍋爐的類型決定了粉煤灰的整體性質(zhì)，粉煤灰分為煤粉爐粉煤灰和循環(huán)流化床粉煤灰。在很早以前，便已經(jīng)有研究人員著手于提取煤粉爐粉煤灰活化方面的工作，可是最終卻無法達(dá)到預(yù)期效果，其能耗量不僅會增加，氧化鋁的提取率也較低。而作為一種新型燃煤技術(shù)，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的燃燒溫度通常通常需保持在850℃左右。經(jīng)環(huán)境流化床燃煤所產(chǎn)生的粉煤灰主要無相是無定型偏高嶺石，該種粉煤灰的主要通過氧化鋁與氧化硅等活性較高的化學(xué)成分所組成，該種組成成分能夠在溫度較低以及壓力作用之下，利用酸溶或者堿溶的方式，將氧化鋁直接的提取出來。

2 粉煤灰酸法提取氧化鋁方法研究

在氧化鋁提取期間，需要利用循環(huán)流化床所產(chǎn)生的高鋁粉煤灰作為主要的原料，立足于其原理的角度，該種方法是可取的。在通過酸法生產(chǎn)氧化鋁期間，主要利用硫酸、鹽酸等一些無機酸對含鋁原料展開相應(yīng)的處理所得的一些酸性水溶液，這些鋁鹽將會呈現(xiàn)出水合結(jié)晶體或者堿式鋁鹽等形式，從溶液當(dāng)中被析出，以此得到相應(yīng)的無水氧化鋁。對于缺少鋁土礦的國家，通常都將酸法作為對鋁土礦原料生產(chǎn)氧化鋁的主要處理與加工方式。如今，對于酸法的研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，正在向著工業(yè)化的方向發(fā)展。

3 粉煤灰酸法提取氧化鋁的相關(guān)工藝路線研究

粉煤灰酸法提取氧化鋁工藝主要體現(xiàn)在以下幾點，即：

第一種方法是硫酸浸取法，該種方法主要將粉煤灰與硫酸作為主要原料，通過濃硫酸的使用，對氧化鋁展開具有選擇性特征的溶解，從而使其能夠達(dá)到脫硅提鋁的目標(biāo)。而提取液經(jīng)過渣液分析之后，在濃縮成結(jié)晶以后將其制備出硫酸鋁結(jié)晶，之后通過焙燒過程將其制備出相應(yīng)的氧化鋁。到目前為止，該種方法被認(rèn)為是最具工業(yè)化前景的方法，我國國內(nèi)很多研究人員都已經(jīng)針對該種方法展開了深入的研究與分析。盡管我國國內(nèi)在硫酸法提取氧化鋁方面的研究較多，但是很多都局限在實驗室中的研究，當(dāng)前還缺少成型的工業(yè)化實驗，還需不斷的研究與完善。

第二種方法是堿式硫酸鋁法。該種方法主要將堿式硫酸鋁作為中間產(chǎn)物，屬于一種新型的硫酸法，實踐表明，該種方法也比較適合應(yīng)用在循環(huán)流化床高鋁粉煤灰提鋁操作當(dāng)中，圖一為具體的工藝流程圖。

該流程主要利用兩段溶出的方式，第一段主要利用過量的硫酸溶液，在高溫環(huán)境之下對第二段溶出所得到的礦渣展開相應(yīng)的處理，在此期間所產(chǎn)生的高SO3/AL2O3比溶液和粉煤灰之間產(chǎn)生一定的反應(yīng)之后，會相應(yīng)的完成第二段溶出。如果在第二段溶出期間存在著粉煤灰過量的情況，那么將會出現(xiàn)算量不足的問題，這便使其在反應(yīng)期間生產(chǎn)一些堿式硫酸鋁。堿式硫酸鋁經(jīng)焙燒以后會得到相應(yīng)的氧化鋁，并且將部分焙燒蘇得到的氧化鋁作為水解期間的添加劑，將堿式硫酸鋁的水解速度加快。焙燒期間，所產(chǎn)生的SO2在氧化以后，經(jīng)水解母液吸收之后產(chǎn)生硫酸，使其構(gòu)成酸的閉路循環(huán)。

除這幾種方法以外，還有一種方法為一步酸溶法，該種方法是一種循環(huán)流化床高鋁粉煤灰提鋁工藝。該工藝主要在酸堿聯(lián)合法的基礎(chǔ)之上，在對該方法進(jìn)行改進(jìn)以后，去除酸堿聯(lián)合法中的堿法，并且在酸法中加入相應(yīng)的除雜系統(tǒng)。通常其主要流程為，對粉煤灰進(jìn)行磁選除鐵和鹽酸混合以后，利用高溫溶出反應(yīng)轉(zhuǎn)變灰中的活性氧化鋁，將其變?yōu)榭扇苄缘穆然X，溶出料漿過沉降分離以后得到氯化鋁溶液，然后蒸發(fā)結(jié)晶得到結(jié)晶氯化鋁，高溫焙燒得到氧化鋁。

4 總結(jié)

我國鋁土礦資源不斷減少，發(fā)展非鋁土礦提取氧化鋁工藝已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。通過酸法將循環(huán)流化床高鋁粉煤灰中的氧化鋁提取出來，實現(xiàn)了廢棄物回收利用的目標(biāo)，解決了堆放的粉煤灰的環(huán)境污染問題。當(dāng)前，在酸法提取粉煤灰中的氧化鋁研究和相關(guān)工業(yè)化實驗當(dāng)中，給予了該路線的充分證明，并且酸法也適合應(yīng)用在低品位的鋁土礦提取氧化鋁方面。而當(dāng)前應(yīng)用堿法氧化鋁進(jìn)行提取還存在較多的困難性，例如酸法和堿法相比，酸法往往需要具有高耐磨性的設(shè)備、管件以及閥門等，而酸的泄露也將會引發(fā)出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，甚至?xí)?yán)重的影響人們的身體健康狀況等。為此，高度重視粉煤灰酸法提取氧化鋁工藝極為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳艷，翟玉春，牟文寧等.粉煤灰提鋁渣中二氧化硅在高濃度堿液中的溶解行為[J].中國有色金屬學(xué)報，2008，18（z1）：407-411.