粉煤制取氧化铝,按提取方式的不同,可分为碱法和酸法。碱法主要有:碱——石灰烧结法、石灰石煅烧法、预脱硅-烧结法等。
碱法
石灰石煅烧法
石灰石煅烧法的主要原理是:在1300~1400℃的高温条件下使石灰与粉煤灰中的氧化铝反应生成易溶的铝酸钙12CaO·7Al2O3,与硅反应生成难溶的硅酸二钙2CaO·SiO2;活化后的熟料以Na2CO3溶液浸出,实现铝硅分离;浸出液经深度脱硅、碳分、煅烧最终获得氧化铝。
碱-石灰石煅烧法
碱-石灰石煅烧法是将粉煤灰、石灰石、碳酸钠在1100~1200℃的条件下进行煅烧,煅烧过程中Na2CO3与灰中Al2O3、Fe2O3反应生成易溶于水的NaAlO2、NaFeO2,而灰中的TiO2、SiO2与CaO反应生成难溶钛酸钙、原硅酸钙;用稀碱或水溶铝时,氯酸钠溶解进入溶液,NaFeO2水解生成NaOH、Fe2O3·H2O沉淀,而原硅酸钙及钛酸钙不溶成为残渣,分离铝残渣后得到氯酸钠溶液,再通入CO2进行碳酸化分解,析出Al(OH)3,碳分母液经蒸发浓缩返回配料烧结,循环使用。Al(OH)3经煅烧成为氧化铝产品。
预脱硅-碱-石灰石烧结法
预脱硅-碱-石灰石烧结法是首先采用高浓度的NaOH溶液与粉煤灰在一定的温度下发生反应,灰中的非晶态氧化硅生成硅酸钠进入溶液,而铝依旧残留在渣中,从而提高渣中的铝硅比。脱硅后的渣以碱-石灰石烧结法提铝,脱硅溶液经进一步处理可制备附加值较高的白炭黑等,进一步提高了经济效益。
酸法
酸法是采用无机酸处理高铝粉煤灰,生产相应的铝盐如AlCl3、Al2(SO4)3等,原料中的氧化硅生成偏硅酸胶体残渣。将铝盐净化后使之分解制得氧化铝。酸浸法提取氧化铝的主要化学反应如下:
酸碱联合法
工艺过程:高铝粉煤灰与纯碱按比例混合后中温烧结,烧结熟料浸入稀盐酸或硫酸中转化为硅胶沉淀和含铝溶液[AlCl3或Al2(SO4)3],过滤所得硅胶可生产白炭黑、氧化硅气凝胶、多孔氧化硅等化合物;滤液经苛化、除杂、碳分或种分制备氢氧化铝,经煅烧制得氧化铝。


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