粉煤灰提取氧化铝技术研究进展
粉煤灰是燃煤中的各种伴生矿物与黏土等高温煅烧产生的固体废弃物,是最大宗、最复杂的工业固体废料之一。
2015年我国年产粉煤灰6.2亿吨,据权威机构预测2020年我国粉煤灰排放量将达到60亿吨。
目前我国粉煤灰的处理仍以堆存为主,不仅占用大量土地资源,而且容易造成环境污染。
粉煤灰资源化的传统领域为工程和材料,如水泥混泥土掺合料、建筑砌块、陶瓷原料等,但利用价值低,有价金属流失严重。
随着技术的发展,粉煤灰已被世界多国视为一种资源。
从粉煤灰中提取氧化铝是粉煤灰高值化的重要项目之一,通常粉煤灰中Al2O3为15%~35%,我国铝土矿资源在数量和质量上均不占优势,因此,从粉煤灰中提取氧化铝对减少土地占用和环境负荷、保障我国铝行业可持续发展具有重要的意义。
国内外开展粉煤灰提取氧化铝研究已有数十年,也开发了多种工艺方案,大致分为碱法和酸法两大类,其中碱法主要包括碱石灰烧结法、石灰石烧结法和预脱硅—碱石灰烧结法等,酸法主要有盐酸浸出法、浓硫酸浸出法、氟化物助溶硫酸浸出法、硫酸熟化法等,以及近年来研究开发的硫酸铵焙烧法。
一、碱法提取氧化铝
1、石灰石烧结法
石灰石烧结法与铝土矿烧结法生产氧化铝工艺相似,技术成熟,工艺和设备可靠性高,对原料的适应性强,易实现。
石灰石烧结法包括烧结、熟料自粉化、浸出、碳分、锻烧等主要工序,其基本流程如图1。