利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的实验

两步碱溶法从高铝粉煤灰中制备氧化铝的实验研究的开题报告一、选题背景高铝粉煤灰是一种工业废弃物，因其含有较高的氧化铝而备受关注。

而氧化铝是一种重要的高性能工程材料，被广泛应用于磷酸铝电池、高压电线陶瓷质绝缘子、制陶等领域。

因此，从高铝粉煤灰中制备氧化铝具有很高的经济价值和环境意义。

本实验选用两步碱溶法制备氧化铝，这种方法简单易操作，不需要高温和高压设备，可以在常压下进行。

因此，本实验具有一定的实用场景和科学研究意义。

二、研究内容本实验旨在研究两步碱溶法从高铝粉煤灰中制备氧化铝的可行性，并探究不同实验条件对氧化铝的产率和质量的影响。

具体研究内容如下：1. 确定高铝粉煤灰的最佳前处理方式，包括样品的破碎、筛分等。

2. 研究不同碱溶液的浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响。

3. 对制备得到的氧化铝进行物理性质测试（如形貌、晶相等）和化学性质测试（如化学成分分析等）。

三、实验计划和预期结果1. 实验计划（1）高铝粉煤灰的前处理：对高铝粉煤灰进行破碎、筛分等前处理，以得到符合要求的实验样品。

（2）两步碱溶法实验：研究不同碱溶液浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响。

（3）物理性质测试：利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试氧化铝的形貌和晶相。

（4）化学性质测试：对制备得到的氧化铝进行化学成分分析。

2. 预期结果预期可以得到以下结果：（1）确定高铝粉煤灰的最佳前处理方式，以得到符合要求的实验样品。

（2）研究不同碱溶液浓度、反应时间、反应温度等条件对氧化铝的产率和质量的影响，可以确定最佳实验条件。

（3）对制备得到的氧化铝进行物理性质测试和化学性质测试，以确保产物的质量。

四、研究意义和应用价值本实验研究了一种简单易行且环保的高铝粉煤灰资源化利用方法，结果可供工业界参考。

同时，本实验也为氧化铝的制备提供了新思路和方法。

因此，本实验具有较好的理论研究意义、应用价值和环保效益。

生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝
方荣利;王琳
【期刊名称】《化学工程》
【年(卷),期】2005(33)3
【摘要】采用矿物改性活化粉煤灰中Al2O3,消除阻止C2S晶相转变的干扰因素,实现了粉煤灰活化烧结料100%的自粉化,自粉化料平均粒径小于1μm;用质量分数为8%的碳酸钠溶液从活化粉煤灰中以NaAlO2形式提取铝组分,提取率大于75%;研究了表面活性剂种类与掺量、碳化速度、NaAlO2浓度、溶液pH值等因素对制备高纯超细Al(OH)3粉体的影响,找出了主要影响因素及最佳工艺参数,制备出了疏松无团聚的高纯超细Al(OH)3粉体,纯度大于99.9%,平均粒度小于200 nm.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】方荣利;王琳
【作者单位】西南科技大学,材料学院,四川,绵阳,621010;西南科技大学,材料学院,四川,绵阳,621010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1
【相关文献】
1.生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝(二)--高效分散剂碳化法制备高纯超细Al(OH)3 [J], 方荣利;陆胜
2.生态化利用粉煤灰制备高纯超细氢氧化铝(一)--粉煤灰的活化及自粉化技术 [J],
方荣利;陆胜
3.用碳化法从煤矸石中制备高纯超细氢氧化铝粉体 [J], 吕淑珍;方荣利
4.利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究 [J], 方荣利;陆胜;解晓斌
5.工业氢氧化铝制备高纯超细氧化铝 [J], 吴光进;张颖;刘海林
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２７［收稿日期］２００５－０４－０１［修回日期］２００５－０５－２３［作者简介］张晓云，女，２５岁，硕士研究生，材料学专业。

［试验研究］利用高铝粉煤灰制备氧化铝的实验研究张晓云，马鸿文，王军玲（中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京 １０００８３）［摘 要］　以高铝粉煤灰为原料，以Ｎａ２ＣＯ３为配料，通过对粉煤灰焙烧，熟料中硅、铝分离，二氧化碳酸化偏铝酸钠溶液等操作制备氢氧化铝。

再经煅烧，制备得到氧化铝。

实验结果表明，以Ｎａ２ＣＯ３为配料经中温焙烧，可以将粉煤灰中的莫来石、玻璃相等分解，并转化为霞石（ＮａＡｌＳｉＯ４），粉煤灰的分解率达到９８．９６％；用６．７３ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液浸取焙烧后的熟料，可以使熟料中氧化铝最大程度地分离，且分离率达９６．７３％；分离后得到的氯化铝溶液进行碱中和，向得到的偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，得到Ａｌ（ＯＨ）３沉淀；氢氧化铝经过煅烧，即可得到氧化铝产品。

［关键词］　粉煤灰；中温焙烧；氢氧化铝；氧化铝Abstract: The aluminum oxide was prepared from high-alumina fly ash, with Na 2CO 3 as an auxiliary agent, and the decompose degree of the fly ash was up to 98.96%, lixiviating aluminum oxide from silicon dioxide in hydrochloric acid solution, and the separation degree of the aluminum oxide was 96.73%, neutralizing aluminate sodium by CO 2 to prepare aluminum hydroxide. The experimental results indicated that the fly ash was decomposed by Na 2CO 3, silicon dioxide and aluminum oxide can be separated by hydrochloric acid,and sintering aluminum hydroxide to prepare γ-Al 2O 3.Key words: fly ash; sinter; aluminum hydroxide; aluminum oxide［中图分类号］　ＴＱ５３６．４；ＴＱ１３３．１ ［文献标识码］　Ａ ［文章编号］　１００７－９３８６（２００５）０４－００２７－０４　粉煤灰是从烧煤锅炉烟气中收集的粉状灰粒，国外文献中称为“飞灰”（ｆｌｙ　ａｓｈ）或者“磨细燃料灰”，是富含玻璃体的球状物料。

高铝粉煤灰提取氧化铝实施方案一、实施背景中国是一个煤炭消费大国，每年粉煤灰的产生量巨大。

粉煤灰是一种含铝量较高的废弃物，主要成分是氧化铝，具有潜在的经济价值。

为了充分利用这一资源，从产业结构改革的角度出发，本实施方案旨在提取高铝粉煤灰中的氧化铝，使其转化为具有高附加值的产品。

二、工作原理提取高铝粉煤灰中的氧化铝主要通过酸浸和碱浸两种方法。

本实施方案采用碱浸法，其工作原理如下：在一定温度和碱浓度下，利用碱溶液溶解粉煤灰中的氧化铝，使其从固相转变为液相。

经过滤、分离、洗涤等步骤，得到纯度较高的氢氧化铝。

再通过焙烧等处理，最终得到氧化铝产品。

三、实施计划步骤1. 原料准备：将粉煤灰进行破碎、筛分，得到粒度合适的原料。

2. 碱浸：将破碎筛分后的粉煤灰加入到碱溶液中，在一定温度和时间条件下进行碱浸处理。

3. 分离：将碱浸后的浆液进行固液分离，得到含氢氧化铝的溶液。

4. 洗涤：对分离后的氢氧化铝进行洗涤，去除杂质。

5. 焙烧：在一定温度下对洗涤后的氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝产品。

6. 产品的后续处理：对得到的氧化铝产品进行筛分、磨碎等处理，使其达到所需的粒度和纯度。

四、适用范围本实施方案适用于处理高铝含量的粉煤灰提取氧化铝。

对于不同来源和性质的粉煤灰，可能需要根据实际情况对工艺参数进行调整。

五、创新要点1. 采用碱浸法提取氧化铝，与传统的酸浸法相比，碱浸法具有对环境影响小、设备腐蚀小等优点。

2. 本实施方案结合了粉煤灰的预处理、碱浸、分离、洗涤、焙烧等多个环节，实现了高铝粉煤灰中氧化铝的高效提取和转化。

3. 通过合理的工艺设计和参数控制，提高了氧化铝产品的纯度和回收率，进而提高了产品的附加值和市场竞争力。

六、预期效果1. 提高资源利用率：通过提取高铝粉煤灰中的氧化铝，将废弃物转化为具有经济价值的资源，提高了资源利用率。

2. 减少废弃物排放：本实施方案减少了粉煤灰的排放，减轻了环境压力。

3. 创造经济效益：通过提取氧化铝，获得具有高附加值的产品，为企业带来可观的经济效益。

将称量好的粉煤灰一次性加入带机械搅拌回流装置的卧式溶出釜，注入20%的工业盐酸，加入盐酸的体积为加入粉煤灰体积的3倍，以保证粉煤灰中的氧化铝充分溶解。

将卧式溶出釜密闭后（防止酸挥发），加热，温度控制在180℃左右，反应3小时。

反应完成后，将料液放入澄清槽，进行固液分离。

将分离的固体进行洗涤得纯净硅砂；将分离出的含铝溶液和添加剂按一定比例混合后，加入带机械搅拌的聚合反应釜进行聚合反应，反应3小时。

反应完成后，将料液放入澄清槽，进行固液分离，分离出的液体为液体聚合氯化铝。

利用粉煤灰制取氢氧化铝粉煤灰是燃煤产生的副产品，一度因为排放问题给环境带来了很大的问题。

不过，近年来，人们始终把目光投向了这个副产品的利用。

粉煤灰，因其中含有氧化铝，所以可以用来制取氢氧化铝。

利用粉煤灰制取氢氧化铝，既能够减轻环境压力，同时又是非常具有经济价值的措施。

接下来，我们将深入探讨利用粉煤灰制取氢氧化铝的相关问题。

一、粉煤灰中的氧化铝粉煤灰是煤燃烧后产生的一个副产品，里面包含了大量的固体和部分气态物质。

其中，氧化铝是粉煤灰中的一个重要成分，它通常占据粉煤灰的5-30%。

因此，提取粉煤灰中的氧化铝是很有价值的。

二、氢氧化铝的制备氢氧化铝的制备目前有多种方法，其中比较常见的是碱法、铝土矿法和氧化铝制取法。

在利用粉煤灰制取氢氧化铝时，也可以采用类似铝土矿法的方法进行。

具体步骤如下：首先，需要将粉煤灰中的氧化铝提取出来，这个步骤通常使用盐酸等酸进行提取。

将提取出的氧化铝与NaOH等碱性物质反应，产生的氢氧化铝沉淀物即可用水洗净。

最后将洗净的氢氧化铝沉淀烘干，便得到了所需的氢氧化铝产品。

与同样利用铝土矿法制取氢氧化铝的方式相比，利用粉煤灰制备氢氧化铝的方式有一个很显著的优势：省去了从铝土矿中提取铝的步骤，因此可以显著缩短生产周期、降低生产成本。

三、利用粉煤灰制取氢氧化铝的前景近年来，氢氧化铝的应用范围越来越广泛：不仅是建筑行业，在化学和电子等领域都有着重要的地位。

同时，随着粉煤灰污染治理的力度加大，废弃的粉煤灰已经成为了一项储备巨大的资源。

因此，利用粉煤灰制取氢氧化铝有着广阔的发展前景。

首先，该方法的应用价值十分显著：在今后的氢氧化铝市场中，其价格性价比显然更高。

此外，该方法可以在一定程度上减轻粉煤灰的排放问题，对于现实环境的改善也起到了积极作用。

其次，粉煤灰本身作为一种资源，有其天然的优势：储量大，采集方便。

接下来，只需要使用现有的提取技术，就可以将其中的氧化铝提取出来制备成为氢氧化铝产品，既可以满足市场需求，还能够减轻环境问题。

利用粉煤灰提取氢氧化铝
焦作市粉煤灰累积堆放量近千万t,利用率仅为30%左右,废渣产生量每年以23%的速度增长。

粉煤灰及废渣堆放在焦作市北山饮用地下水补给区,严重影响了居民生活用水安全。

本论文旨在利用粉煤灰提取氢氧化铝,不仅可以综合利用粉煤灰,而且能够为短缺的铝土矿资源找到新的代替物。

粉煤灰中氧化铝主要存在于莫来石晶格中,经碳酸钠焙烧可使粉煤灰中的铝活化,用盐酸溶出熟料中的铝后,对滤液进行除杂、碳酸化得到纯净的氢氧化铝沉淀。

本论文对焙烧和浸取试验的各因素水平进行正交设计试验,通过实验可知,最佳焙烧条件为:温度850℃,保温时间1.5h,原料配比(灰/纯碱)1:0.8,对焙烧效果影响大小的因素顺序是:温度>保温时间>配比。

用盐酸浸取焙烧熟料,最佳浸取条件为:盐酸浓度(V/V)35%,浸取时间80min,浸取温度80℃,固液比
(g/ml)1:10,各因素影响大小顺序为:盐酸浓度>固液比>浸取时间>浸取温度。

经最佳条件处理,氧化铝溶出率最高可达98.1%。

根据氢氧化铝的两性特征,对浸取滤液先用4%的氢氧化钠溶液粗略除铁后,继续加入氢氧化钠溶液至氢氧
化铝沉淀完全,过滤,再用40%的氢氧化钠溶液,在100℃的条件下溶解氢氧化铝沉淀,生成铝酸钠溶液,脱硅后,通入二氧化碳气体,得到氢氧化铝沉淀,烘干后经XRD分析及成分测试,可知其中各杂质含量均符合(GB294-84)中三级品的要求。

氧化铝的总体提取率可达83.55%。

铝灰提取氢氧化铝（小试放大）操作工艺第一步。

铝灰碱溶制铝酸钠投料：新鲜铝灰7.5公斤32％氢氧化钠水液7.5公斤反应用水8.5公斤洗渣用水5公斤操作：50公斤圆柱形塑料桶中放入7.5公斤新鲜铝灰，水4公斤，搅呈浆状，加32％氢氧化钠水液1公斤，搅2－3分钟后物料开始强烈反应，溢泡并冒白烟（含氢和氨气等），过2－3分钟后加碱1公斤，稍拌料温即达100度以上，不久体系变稠，加酌量水调稀，控料温95－100度于30分钟内分批加完余下的碱（共计7.5公斤）和反应用水（共计8.5公斤），物料反应最强烈时溢泡体积可膨胀三倍左右，努力控料温90－100度搅拌反应2小时，待无明显气泡上浮时停止反应。

冷至70度左右离心甩干，用5公斤洗渣水冲淋滤渣，合并滤液。

得甩干铝灰离心渣8.5公斤（测氧化铝20％，水8％）。

含细渣甩出滤液用大型陶瓷布氏漏斗抽滤，得挤干铝灰滤渣3公斤（测氧化铝19％，水12％），同时得淡黄色透明铝酸钠精液16.5公斤，测氧化铝为10％.铝酸钠精液不宜久贮，严防氢氧化铝硬块析出影响循环生产。

第二步。

铝酸钠碳分制氢氧化铝投料：铝酸钠精液（氧化铝）10％5公斤瓶装二氧化碳气0.455公斤洗饼用水0.455公斤操作：5000毫升玻璃三口烧瓶中加入5公斤铝酸钠精液，启动搅拌，水浴加热至料温90度，缓缓通入钢瓶装二氧化碳气，控料温90－95度进行碳分反应。

逸出的二氧化碳通入装液碱的吸收器并计量。

约40分钟后，体系开始有白色晶粉析出再通气搅拌反应约1。

5小时，待物料PH值降至11.4时结束碳分过程。

趁热抽滤，滤速极快，得粉状白色氢氧化铝湿晶，用0.455公斤水冲淋滤饼，合并滤液。

得挤干白色氢氧化铝湿粉晶1.361公斤（测氧化铝38％）。

得滤液（碳分母液）称重4.24公斤，呈淡黄色透明状，测碳酸钠含量为22.5％，约有0。

31公斤物料以气体形式挥发（包括二氧化碳）。

第三步。

碳分母液苛化制氢氧化钠联产碳酸钙投料：碳分母液（碳酸钠22.5％） 4.24公斤氢氧化钙（首投）0.606公斤氢氧化钙（补充）0.167公斤洗饼用水0.91公斤操作：5000毫升玻璃三口烧瓶中加入4.24公斤碳分母液，启动搅拌，水浴加热至料温95度，缓缓加入氢氧化钙粉0.606公斤，控料温95－98度进行苛化反应。

序号：编码：材料与冶金学院第六届“工艺流程创新竞赛”作品说明书项目名称：《高铝粉煤灰焙烧提铝工艺研究与应用说明书》二〇一五年目录高铝粉煤灰焙烧提铝工艺研究与应用说明书 (2)作品内容简介 (2)1 背景及意义 (3)2 研究过程方案 (3)2.1 粉煤灰特性简介 (3)2.2目前国内外对于粉煤灰回收利用方法现状 (4)2.3 内蒙古准噶尔高铝粉煤灰的特征分析 (6)3 方案设想 (7)3.1设计时考虑的主要问题： (7)3.2工艺流程图 (7)3.3 理论设计计算 (9)4 实验结果分析 (10)4.1粉煤灰焙烧 (10)4.2氧化铝直接溶出影响因素 (11)4.3氧化铝焙烧后酸浸溶出影响因素 (14)4.4小结 (17)5粗产品品质分析 (17)6 创新点及应用 (18)参考文献 (19)高铝粉煤灰焙烧提铝工艺研究与应用说明书作品内容简介随着国民经济的发展，金属铝及其制品在日常生活中发挥着越来越大的作用，未来也将在金属领域占据越来越重要的地位。

因此，充分利用和循环利用金属铝技术将在现在和将来发挥巨大的作用。

2010年我国的粉煤灰产量已经达到了3亿吨，如何有效的处理和利用这部分资源已经成为一个迫切需要解决的问题。

而粉煤灰中含有较高比例的铝，这就为粉煤灰的处理提供了一个有效的途径。

本研究小组以内蒙古准噶尔煤矿生产过程中产生的粉煤灰为原料，通过查阅国内外粉煤灰提铝的相关文献和向专业老师请教，对粉煤灰的提铝过程进行了分析，对现有的相关技术进行了比较，对粉煤灰的高效提铝技术进行了改进。

我们利用活化剂焙烧活化和酸浸相结合的工艺创新方法，减少焙烧法的预脱硅工艺流程，针对焙烧后粉煤灰酸浸法提铝中如何优化控制条件的问题，探索一个能够有效提高铝的浸出率并且适用于工业生产的处理方法。

我们在酸浸过程中对比了不同酸浸条件下铝的提取率变化，寻找出浸出规律和最佳浸出条件。

我们所探索的实验条件，成本较低，酸用量低，浸出液处理难度大大降低，工业生产时的风险系数比较低，在工业上有一定的可行性。