粉煤灰硫酸酸浸液中铝的结晶分离研究.doc

粉煤灰硫酸酸浸液中铝的结晶分离研究碳酸钠活化粉煤灰使粉煤灰中的氧化铝在酸液中的溶出率达到90%以上,但存在酸液中铝分离困难、杂质含量大,产品纯度低等问题。针对这些问题,本论文探讨了硫酸酸浸液中铝的分离方法,利用十二水硫酸铝铵在低温下溶解度小的特点,从而实现铝的低温结晶分离。此外针对碳酸钠消耗量大开发的赤泥协同活化粉煤灰优化工艺,粉煤灰硫酸酸浸体系中铝的结晶分离,考察了多元杂质酸浸液体系下,十二水硫酸银钱的结晶行为:（1）针对粉煤灰中莫来石结构稳定导致氧化铝难浸出的问题,提出用碳酸钠作为助熔剂对粉煤灰进行活化的方法。采用碳酸钠活化并用硫酸酸浸的方法对铝硅进行分离。考察了粉煤灰与碳酸钠质量比、硫酸质量分数、酸浸时间、酸浸温度等因素对粉煤灰中氧化铝的浸出率的影响。结果表明:当粉煤灰与碳酸钠的质量比为1:0.8、硫酸质量分数为25%、酸浸时间为2h,液、固比为5ml·g^-1、酸浸温度为98℃时,粉煤灰中氧化铝的浸出率最高,可达94%。（2）通过在酸浸液中加入硫酸铵形成可结晶的十二水硫酸铝铵晶体（NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O）,从而实现铝盐的高效分离。考察了结晶温度、NH₄⁺/A1³⁺摩尔比、初始Al³⁺浓度等对铝回收率及产品质量的影响。利用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）和X射线衍射仪（XRD）对产品中杂质含量及组成进行了分析,结果表明,在结晶温度为15℃;NH₄⁺/Al³⁺摩尔比为1.0^-1.5;初始Al³⁺浓度为0.88mol·L^-1时,铝的回收率可达70%,十二水硫酸铝铵纯度在90%以上。（3）赤泥协同活化粉煤灰酸浸体系中,由于赤泥含有Ca、Fe等金属元素,导致酸浸液的成分复杂,加入硫酸铵形成十二水硫酸铝铵晶体（NH₄Al（SO₄）₂·12H₂0）的方法,实现铝盐的高效分离。考察了结晶温度、NH₄⁺+/Al³⁺摩尔比、初始Al³⁺浓度对十二水硫酸铝铵晶体及氧化铝的纯度及杂质的析出的影响。结果表明:在结晶温度为15℃;NH₄⁺/Al³⁺摩尔比为1.0^-1.2;初始Al³⁺浓度为0.66mol·L^-1时,铝的回收率可达70%,氧化铝的纯度符合GB/T24487-2009氧化铝标准。