利用粉煤灰制取氢氧化铝

时间:2022-07-23 08:12:43

摘 要:采用煅烧-沥滤工艺从粉煤灰中提取氢氧化铝方法。以碳酸钠为活化剂,在一定温度下煅烧,使粉煤灰中惰性的AlO转变成活性的可以溶出的铝盐。选用盐酸为活性铝盐的溶出剂,在一定温度下溶出铝盐,使活化后粉煤灰中的AlO以液相形式溶出。用氢氧化钠有效除去铝盐中的杂质铁(Fe)等,用蒸馏水洗涤除去钠(Na)和其它可溶性杂质,有效提高Al(OH)粉体的纯度。

关键词:粉煤灰 超细 氢氧化铝

中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0068-01

1 实验部分

1.1 实验原料

1.2 实验步骤

1.2.1 粉煤灰中氧化铝的活化

选用碳酸钠为活化剂,利用高温分解产生的Na2O作为改性剂,Na2CO3的用量依据粉煤灰的化学组成以及方程中化学计量比确定。调整好粉煤灰和碳酸钠质量比后,通过其混合料在一定温度和一定时间下焙烧,使其中的惰性的Al2O3充分活化,并最大限度的提取。

1.2.2 氧化铝的溶出过程

将焙烧后的粉煤灰放入回流反应器中,加入蒸馏水加热一定时间后加入盐酸,通过控制Hcl的用量来充分提取Al,除去Si杂质。

1.2.3 氯化铝溶液提纯

氯化铝溶液提纯的具体制备过程如下:先将硅铝分离后的氯化铝溶液的pH值调至5~6,将生成的沉淀过滤、洗涤;然后以氢氧化钠溶液溶解该沉淀,至液相的pH>9,再次过滤、洗涤,得到纯化的偏铝酸钠溶液;向溶液中加盐酸生成氯化铝溶液。

1.2.4 氢氧化铝的溶出

向提纯后氯化铝溶液加入无水乙醇形成共同溶液,再加入NaOH溶液制取Al(OH)3。通过控制NaOH溶液的用量与浓度,精确控制溶出液的pH值来控制Al(OH)3在溶出液中的过饱和度,从而实现对晶体成核和长大速度的有效控制。

2 实验结论

2.1 焙烧温度和时间的影响

通过实验发现,调好粉煤灰和碳酸钠质量比后,其混合料的焙烧温度和时间对粉煤灰中氧化铝的活化影响最为明显。

通过实验发现,焙烧料在800 ℃~1000 ℃ 焙烧和制Al(OH)3工序相同情况下,Al(OH)3提取率相差不大。所以在实际生产中,在调整好粉煤灰和碳酸钠质量比后,保证粉煤灰中氧化铝的活化情况下,应尽量降低焙烧温度和时间,减少能耗,降低成本。

2.2 氯化铝溶液提纯

盐酸酸浸后所得的溶液为氯化铝溶液,除含铝离子外,还含有少量其他杂质离子,如含有少量的Fe3+、Mg2+、Ca2+、SiO2-等杂质,由实验得出,当pH值在5左右时,铝离子以氢氧化物沉淀形式存在,沉淀同时吸附一些含Si杂质,而镁离子和钙离子还未开始沉淀,与钠离子、氯离子等可溶性离子一起存在于溶液中。由于铝离子具有酸碱两性,当继续向得到的氢氧化物沉淀中加入氢氧化钠至pH>9时,铝离子即以偏铝酸根形式溶出,由此可将铝离子与镁离子、钙离子等杂质离子分开,得到纯化的偏铝酸钠溶液,再加盐酸。

铁离子的去除是利用氢氧化铝的两性的化学性质,通过控制pH值可将Fe(OH)3去除。将氯化铝溶液用氢氧化钠溶液调pH值至3.0~3.4之间,在此pH范围内,铁以氢氧化物沉淀形式存在。

3 结论

(1)将粉煤灰与Na2CO3以质量比0.7639∶1的比例均匀混合,在800 ℃~1000 ℃下焙烧,用HCl调节溶出液的pH值,对溶出液进行提纯,将其中的杂质硅、铁、镁和钙除去。用浓度为1.0 mol/L的NaOH控制溶出液的pH值为5.0~5.4,使Al(OH)3充分析出。将Al(OH)沉淀用蒸馏水充分洗涤过滤后,于110 ℃充分干燥,可获得的Al(OH)3粉体。

(2)采用此方法从粉煤灰中提取Al(OH)3粉体具有工艺条件易于控制、成本低、污染少、便于生产、粒度可控等特点,是一种较理想的从粉煤灰中提取Al(OH)3粉体的有效方法。

参考文献

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