２４　广东化工　ＷＷＷ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　２０１８年第８期　

第４５卷总第３７０期　

二次铝灰制备低铁硫酸铝工艺研究　安克滢　，一，谢红艳ｌ’２，　，牟方会１’２，胡生浩Ｌ２，席炜辰１　（１．贵州大学材料与冶金学院，贵州Ｉ贵阳５５００２５：２．贵州Ｉ省冶金工程与过程节能重点实验室，贵州贵ｌ＝；Ｅｉ　５５００２５：　３．共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室，云南昆叫６５０５０３）　

［摘要】本文以固体二次铝灰为主要原料，通过预处理、酸浸、除铁、浓缩蒸发得到低铁硫酸铝。浸出过程重点考察了浸出时间、温度、酸　浓度、配料比等实验条件对铝的浸出率的影响，浸出后采用亚铁氰化钾沉淀法除铁，主要考察ｒ配料比对除铁效果的影响　当硫酸浓度　２５％￣－－３０％（质量分数），反应温度１００℃，浸出时间６　ｈ，铝灰的铝提取率可达到７６％。除铁配料比达到Ｉ．４时，除铁设果达到９８％，Ｆｅ含量仅　为Ｏ．００５％，可得到低铁硫酸铝产品。　［关键词】二次铝灰：低铁硫酸铝：回收利用　［中图分类号］ＴＱ　［文献标识码】Ａ　ｆ文章编号１ｌ００７．１８６５（２０１８）０８—００２４．０２　

Ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｔｏ　Ｐｒｅｐａｒｅ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｓｕｌｆａｔｅ　ｉｎ　Ｌｏｗ　Ｉｒｏｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｓｈ　Ａｎ　Ｋｅｙｉｎｇ　，Ｘｉｅ　Ｈｏｎｇｙａｎ　·　’　，Ｍｏｕ　Ｆａｎｇｈｕｉ　．Ｈｕ　Ｓｈｅｎｇｈａｏ‘。Ｘｉ　Ｗｅｉｃｈｅｎ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５：　２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓａｖｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００２５：　３．Ｓｔａｔｅ　ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ　Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｏｆＡｓｓｏｃｉａｔｅｄ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０５０３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｅｉ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔａｋｅｓ　ｓｏｌｉｄ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｓｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔＯ　ｏｂｔａｉｎ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ＳＵｌｌｈｔｅ　ｉｎ　ｌｍｖ　ｉｒｏｎ　ｂｙ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ａｃｉｄ　Ｉｅａｃｂｉｎｇ．ｉｔ＂ｏｎ　ｒｅｍｏｖａ１　ａｎｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｒｉｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌｃａｃｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ．ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｃｉｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　１ｃａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　０ｒ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｒｏｎ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　Ｉｂｒｒｏｃｙａｎｉｄｅ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｗｈｅｎ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｓｕｌｆｕｒｊｃ　ａｃｉｄ　ｗａｓ　２５％－３０％ｆｍａｓｓ　ｆｒａｃｔｉｏｎ），ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｌＯ０℃，ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ，６　ｈ。ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｓｈ　ｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　７６．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｒｏｎ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ　ｒａｔｉｏ　ｒｅａｃｈｅｓ　１．４．ｔｈｅ　ｉｒｏｎ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｅ踊ｃｉｅｎｃｙ　ｒｅａｃｈｅｓ　９８％　ｔｈｅ　Ｆｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉＳ　ｏｎｌｙ　０．００５％．ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｉｎ　ｌｏｗ　ｉｒｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｓｈ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｉｎ　ｌｏｗ　ｉｒｏｎ：ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ　

铝灰作为铝工业中一种常见的废弃物，其组成复杂，主要为　金属铝、铝的化合物、其他金属氧化物及盐类。一次铝灰主要用　于金属铝的回收，还可用来制备聚合氯化铝【”、聚硅酸铝铁絮凝　剂　脱硫ＮＩ３１等化工原料，以及生产清水砖［４１、Ｓｉａｌｏｎ粉末【　１等　建筑材料。一次铝灰进行铝回收后，成为铝含量低的二次铝灰可　进一步的回收利用，如低温熔炼出０【一ＡＩ２Ｏ３【６１、回收氨氮［　】等。查　阅相关文献，可发现二次铝灰的综合利用的研究不多，意味着其　综合利用仍有巨大发展空间。本文提出了采用酸浸法将二次铝灰　提取硫酸铝，并采用亚铁氰化钾沉淀法除铁，制备出了合格的低　铁硫酸铝。　ｌ实验部分　１．１实验原料　样品为某铝灰回收公司采集的二次铝灰：硫酸、亚铁氰化钾、　双氧水、无水乙醇。以上试剂均为分析纯。　表１铝灰的主要组成　Ｔａｂ．Ｉ　Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｓｈ　０）％　１．２实验原理　采用硫酸浸出二次铝灰得到硫酸铝溶液，经氧化后加入亚铁　氰化钾生成蓝色沉淀，进行离心过滤以除去铁，所得滤液再经浓　缩、蒸发结晶得到固体硫酸铝产品。相关反应式如下：　２ＡＩ（ｓ）＋Ｈ２Ｓ０４（Ｉ）＝Ａｌ２（Ｓ０４）３（１）＋３Ｈ２（ｇ）Ｔ　２Ａ１２０３（ｓ）＋Ｈ２ＳＯ４（１）＝Ａｌ２（ＳＯ４）３（１）＋３Ｈ２Ｏ（１）　Ｆｅ２Ｏ３（ｓ）＋３ＦｅＳＯ４＝Ｆｅ２（Ｓ０４）３＋３Ｈ２０（１）　Ｆｅ２（ＳＯ４）３（１）＋Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６＇３Ｈ２０（１）＝Ｋ［Ｆｅ（ＣＮ）６Ｆｅ］￥　１．３实验方法　·　适量去离子，加热到１００℃后力口入铝灰，不断　在烧杯中加入适量去离子，加热到　℃后加入锚　，小　Ｎ搅拌，　妻　，￣ｋＮ　主要为除去铝灰中可溶性盐，以作为Ｆ一步买验原科。　１．３．２浸出铝灰　称取一定质量的铝灰于烧瓶中，将烧瓶放置于不同油浴温发　（３３３～３７３　Ｋ）下加热，并进行搅拌。分别加入不同配料比（１．０～１．７　ｎ）　不同质量分数的硫酸溶液（１０％～３０％），经过不同的反应时间（１～６　ｈ）后，趁热抽滤，将滤渣进行充分水洗及醇洗．反复洗涤后合并　到滤液中，移取一定体积的滤液检测其铝含量。　１＿３－３除铁　在硫酸铝溶液中加入双氧水，并加热使溶液中的铁离子全部　氧化成Ｆｅ　，然后加入不同计量比（１．０～１．８１的亚铁氰化钾溶液，　并机械搅拌，反应充分之后进行离心过滤得到纯净的硫酸铝溶液，　并再次检测其铁含量。　１．３．４蒸发结晶　将除铁后的硫酸铝溶液进行加热浓缩，冷却至室温后析出硫　酸铝晶体，过滤分离即可得到固体硫酸铝产品。　２结果和讨论　

２．１硫酸浓度　

硫酸颀量分数，％　图ｌ硫酸浓度对铝浸出率的影响　

Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　

【收稿日期】２０１８—０３—１３　ｆ基金项目】贵大ＳＲＴ字（２０１６）１１９号　衙们耄　１９遵８４　…跳　为通讯作者：谢红艳（　一），文，内蒙古亦ｌＩｌ荤人，副毅搜，计，Ｌ　古　垭　。　２０１　８年第８期　第４５卷总第３７０期　广东化工　

ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ　

当浸出温度为６Ｏ℃，配料比ｎ（Ｈ２ＳＯ４）／ｎ（Ａ１）＝１．５，浸出时间　为１　ｈ，考察不同硫酸浓度对铝浸出率的影响，结果见图ｌ。随着　硫酸浓度的增大，铝的浸出率逐渐增大，当硫酸质量分数大于　２５％后，固液比减小，反应物粘稠不利于反应进行，增长趋势变　

得平缓。　２＿２浸出温度　当硫酸质量分数为２５％，配料比ｎ（Ｈ２ＳＯ４）／ｎ（ＡＩ）＝１．５，浸出　时间为ｌ　ｈ，考察不同浸出温度对铝浸出率的影响。由图２可知，　随着浸出温度的升高，铝的浸出率逐渐增大，当浸出温度高于　ｌｏ０℃后，水分挥发过快反应物变得粘稠不利于反应进行，从而　降低了铝浸出率　因此，浸出温度为ｌＯ０℃为宜，同时实验过程　应注意补充水分保持固液比稳定。　

浸｝｝｛激艘　ｃ　图２浸出温度对铝浸出率的影响　

Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ．　

２－３配料比　当浸出温度为８０℃，硫酸质量分数为２５％，浸出时间为１　ｈ，　理论配料比为ｎ（ｒｔ２Ｓ０４）／ｎ（Ａ１）＝１．５，考察不同配料比对铝浸出率的　影响。铝的浸出率随着配料比的增加而增加，但当配料比大于理　论配料比的１．５倍时，铝的浸出率变化不大。因此，配料比为１．５　倍理论配料比为宜。　

配料比『ｎ为理论醚料比　图３配料比对铝浸出率的影响　Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　２．４浸出时间　当浸出温度为ｌ００℃，硫酸质量分数为２５％，浸出时间为ｌ　ｈ，　配料比为ｎ（Ｈ２ＳＯ４）／ｎ（ＡＩ）＝１．５，考察不同浸出时间对铝浸出率的影　响。由图４可知，铝的浸出率随着浸出时间的增加而增加，但是　浸出时间长会导致实验时间过长，因此以６　ｈ为最佳浸出时间。　漫出时问，ｎ　图４浸出时间对铝浸出率的影响　Ｆｉｇ．４　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｌｅａｃｈｉｎｇ　ｒａｔｅ　２．５配料比对除铁效果的影响　按照不同配料比ｎ（Ｆｅ（ＣＮ）６。３Ｈ２０（）；ｎ（Ｆｅ）＝１．０、１．２、１．４、１．６、　１．８，加入相应的亚铁氰化钾进行硫酸铝溶液除铁，其除铁效果如　下表。　表２配料比对除铁效果的影响　Ｔａｂ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ　ｏｎ　ｉｒｏｎ　ｒｅｍｏｖａｌ　由上表可知，随着配料比的增加，除铁效果越好，确定最佳　配料比为１．４，因为配料比大于１．４时，除铁效果变化不明显。　２．６产品分析结果　根据ＨＧ２２２７　２００４，对产品进行分析，所得结果如下表。　表３产品分析结果　Ｔａｂ．３　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　由上表可知，用二次铝灰制备硫酸铝，经除铁后，其质量达　到ＨＧ２２２７—２００４标准，完全可作为饮用水用处理剂。　３结论　（Ｉ）采用酸浸法从二次铝灰中提取铝时，可以通过预处理以及　控制酸浓度、酸浸时间、配料比、反应温度等来提高铝浸出率，　其浸出最佳工艺条件为硫酸浓度２５％～３０％，反应温度１００℃，　此时铝灰的铝提取率可达到７６％。　（２）采用亚铁氰化钾沉淀法进行除铁，可有效除去硫酸铝中铁　杂质，当其配料比达到Ｉ．４时，含铁量从０．２％降至０．００５％，除　铁效果可达到９８％，可得到符合ＨＧ２２２７．２００４的硫酸铝产品。