粉煤灰提取氧化铝3种除杂工艺分析，哪一种效果最好？

摘要：粉煤灰提取氧化铝除杂工艺在工业生产中得到了广泛的应用。在21世纪初，针对粉煤灰碱法提取氧化铝工艺通过产学研的结合研究出一步酸溶法，为氧化铝工艺的提取创新了途径，通过一步酸溶法工艺最终得到的铝为我国紧缺且广泛运用的金属，其不仅实现了对资源进行合理的利用，还创造了丰厚的利润，减少了废渣的排放量，减轻了环境的压力。在文章的阐述中主要是围绕粉煤灰提取氧化铝除杂工艺的实际应用进行详细的分析和探讨，旨在促进铝工业的发展，为煤炭资源的循环利用开辟新的途径。

粉煤灰是煤电厂的锅炉烟气经过除尘器收集之后获得的炉渣和飞灰，根据相关的数据统计，每消耗2t煤就会产生1t的粉煤灰，而我国是煤炭大国，多年来粉煤灰的产量一直居高不下，根据最新的数据统计，我国粉煤灰的年产量在5.8亿t左右，尤其是内蒙古和山西等地在全部比例的1/4。从环境的角度上进行分析，粉煤灰大量的堆放不仅会对土质、土壤和大气造成严重的污染，还会对人类的身体健康带来一定的伤害。在近年来的发展中我国铝土矿资源较为短缺，而粉煤灰通过一定的提取可以得到铝资源，由此运用合适的生产工艺对粉煤灰中的氧化铝进行有效提取成为了当前国内外专家重点研究的话题。

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工艺技术对比

从表1可以看出，在粉煤灰的酸法生产中氧化铝洗涤除杂工艺中首先用硫酸、盐酸或者是硝酸等无机酸对含铝原料进行处理，从而得到铝盐酸性水溶液，之后使铝成为氢氧化铝析出，通过对氢氧化铝煅烧得到氧化铝。在粉煤灰的酸法工艺生产中，随着近年来化学技术的不断发展和突破，产业化的进程也逐渐加快，包含神华、张家口天龙等中试装置成果取得了一定的成效，具有较好的产业化发展前景。

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除杂工艺分析

2.1 粉煤灰的组成成分

粉煤灰的组成成分见表2。

2.2 碱石灰烧结法

碱石灰烧结法是指将粉煤灰和石灰、碳酸钠在高温的条件下进行烧结。粉煤灰中的氧化铝与碳酸钠通过烧结的过程中结成可溶性的铝酸钠。在碱石灰烧结法使用的过程中一般是在1220℃，弱还原气氛下进行，消耗的能量较少，其熟料要经过破碎之后才能进入到下一道工序中。将破碎所得到的熟料用循环母液浸出，将可溶性偏铝酸钠与不溶性的硅酸二钙分离，在过滤之后由于铝酸钠粗液中含有少量的氧化硫，因而需要加入石灰乳进行脱硅处理，再次过滤之后可以得到铝酸钠的精液。之后通过在二氧化碳中进行铝酸钠的中和，能够在一定程度上降低溶液的碱度，之后将Al(OH) 3析出。最后将Al(OH) 3放入到窑内经过1200℃煅烧之后获得氧化铝。在碱石灰烧结法使用的过程中可以循环利用，所得的残渣能够用在硅酸盐水泥原料的生产中。

2.3 碳酸钠焙烧法

碳酸钠焙烧法主要的工艺流程是将粉煤灰和碳酸钠混合进行烧结，将烧结之后形成的产物自粉化冷却，在冷却之后加入适量的盐酸溶液，能够形成硅胶，之后经过多次的抽滤洗涤能够得到胶体，在650℃的条件下得到高比表面积的白炭黑，在滤液中首先加入氨水，直到没有任何的沉淀成长，之后在加入适量的氢氧化钠溶液，在过滤之后所得到的滤渣是Fe(OH) 3等杂质，滤液铝酸钠粗液，之后在铝酸钠粗液中加入适量的盐酸，就可以得到Al(OH) 3沉淀，将沉淀在低温的条件下进行烘干，在煅烧之后即可以得到纳米级别的氧化铝。在碳酸钠焙烧法应用的过程中，能够从粉煤灰中制取出高纯度的氢氧化铝，之后通过煅烧得到纳米级别的氧化铝，尽管碳酸钠焙烧法的方法应用较少，但是有较高的深入研究价值。

2.4 一步酸溶法

神华集团从2004 年开始于循环硫化床粉煤灰提取氧化铝的研发工作，自主研发了“一步酸溶法”工艺技术并取得成功。“一步酸溶法”是盐酸浸取法，是真正的“减量化、再利用”生产。除杂工艺主要将溶出液氧化后经树脂除铁、树脂除钙、镓回收、母液提锂、白泥外排等工艺将系统中富集的杂质离子去除，现已生产出符合国家标准的一级品氧化铝，工业化示范厂正在筹建中，该技术在粉煤灰提取氧化铝应用前景非常值得期待。

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结束语

随着我国铝土矿资源的枯竭和氧化铝需求量的增强，氧化铝洗涤除杂工艺得到了广泛的关注。氧化铝洗涤除杂工艺在酸法、碱法生产中还存在一定的局限性，大部分的工艺还处在实验室的阶段，需要进一步改进和完善。首先是对现有的提取工艺进行完善，针对流程中的复杂性和性能不稳定、能量消耗大的问题进行改进。其次是针对硅产品的协同开发加强重视，在氧化铝粉煤灰酸法生产中会产生大量的硅渣副产物，因此要重视高附加值硅产品的协同开发。最后是重视粉煤灰中微量元素的提取和高附加值利用，旨在提高粉煤灰的产品价值，有效的扩大粉煤灰资源化利用途径，对我国煤炭资源的循环利用起到了非常重要的作用。

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