2012NO.1
粉煤灰综合利用
FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
粉煤灰提取氧化铝工艺方法研究 Study on theProcessMothods of ExtractingAlumina fromFlyAsh
张金山，彭艳荣，李志军
（内蒙古科技大学矿业工程学院，内蒙古包头014010）
摘要：粉煤灰中氧化铝含量一般为17%~35%，部分地区氧化铝含量可高达40%60%，可以作为氧化铝或铝土矿的后备资源储量。
关键词：粉煤灰；铝土矿；氧化铝：氢氧化铝
中图分类号：X773
文献标识码：B
文章编号：1005-8249(2012)01-0052-03
随着我国经济建设的快速发展，对铝、铜、铅、锌等有色金属的需求量也越来越高，其中对铝的需求量最大。可是我国的优质铝土矿储量较小，近年来的大量开采使优质铝土矿告急。而粉煤灰中氧化铝含量一般在17%~35%，部分地区粉煤灰铝含量更可高达40% ~60%，是一种十分重要的非传统氧化铝资源。自20 世纪50年代，波兰J.Grzymek教授以高铝煤研石或高铝粉煤灰（氧化铝含量大于30%）为主要原料从中提取氧化铝并利用其残渣生产水泥以来，国内外许多学者对粉煤灰提铝技术做了大量研究。“")从粉煤灰中提取氧化铝或铝盐工艺有很多，但主要有碱法烧结和酸浸法两类，目前大部分工艺还处于实验室研究阶段，工
业化应用很少。 1碱法提铝技术
1.1石灰石烧结法[15]
石灰石烧结法也称石灰烧结法就是将粉煤灰与石灰石或石灰混合后进行高温烧结。使粉煤灰中的莫来石和石英变为2CaO·Si0，和12Ca0·7Al,0，即使粉煤灰中活性低的铝硅酸盐生成易溶于碳酸钠溶液的铝酸钙和不溶的硅酸二钙，从而实现铝硅分离。见式（1），铝酸钙可被碳酸钠溶出生成NaAIO，见式（2）。
第一作者：张金山（1959~）男，教授，常年从事粉煤灰、麦撑灰等度料的综合利用研究。
收稿日期：2011-07-26
·52· 万方数据
7(3Al,O,·SiO,)+64Ca0
=3(12Ca0·7Al,0,)+14(2Ca0·Si0,)(1) 12Ca0 · 7Al,O, +12Na,C0, +33H,O
=14NaAl(OH),+10NaOH
(2)
该法温度一般在1320-1400℃，故能耗较高，成本
也高，同时产渣量也大。但其熟料冷却后，会因晶相发生急剧转变，体积膨胀10%左右，所以可以自行粉化到一定的程度，节省了粉磨能耗。然后将熟料粉末与 Na,CO，溶液混合，在一定时间内使其转变为偏铝酸钠，经过滤可得到NaAIO，粗液，同时滤出的不溶性硅酸二钙用于水泥的生产。由于NaAIO，粗液中含少量 SiO，故需加人石灰乳进行脱硅处理，再过滤即可得 NaAIO，精液。再通入CO，进行中和NaAlO,，降低溶液碱度，使AI(OH)，析出。最后将AI(OH)，放人窑
内经1200℃熳烧，从而获得Al0，。 1.2碱石灰烧结法(23)]
碱石灰烧结法就是将粉煤灰和石灰、碳酸钠在高温下烧结。粉煤灰中的Al,O，与碳酸钠烧结成可溶性的铝酸钠即NaAIO,，该法的特点是以纯碱代替石灰，见式(3)：
Na,CO, =Na,O +CO,
Na,O+4SiO,=Na,Si(Si,O）
Na,O + Al,O, =2 NaAlO,
(3)
此法一般在1220℃，弱还原气筑下进行，故能耗较石灰法低些。其熟料得经过破碎后才能进人下一道工序。将破碎所得熟料用循环母液浸出，将可溶性偏