利用粉煤灰制取氫氧化鋁

摘 要：采用煅燒-瀝濾工藝從粉煤灰中提取氫氧化鋁方法。以碳酸鈉為活化劑，在一定溫度下煅燒，使粉煤灰中惰性的AlO轉變成活性的可以溶出的鋁鹽。選用鹽酸為活性鋁鹽的溶出劑，在一定溫度下溶出鋁鹽，使活化后粉煤灰中的AlO以液相形式溶出。用氫氧化鈉有效除去鋁鹽中的雜質鐵（Fe）等，用蒸餾水洗滌除去鈉（Na）和其它可溶性雜質，有效提高Al（OH）粉體的純度。

關鍵詞：粉煤灰 超細 氫氧化鋁

中圖分類號：TF821 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0068-01

1 實驗部分

1.1 實驗原料

1.2 實驗步驟

1.2.1 粉煤灰中氧化鋁的活化

選用碳酸鈉為活化劑，利用高溫分解產生的Na2O作為改性劑，Na2CO3的用量依據粉煤灰的化學組成以及方程中化學計量比確定。調整好粉煤灰和碳酸鈉質量比后，通過其混合料在一定溫度和一定時間下焙燒，使其中的惰性的Al2O3充分活化，并最大限度的提取。

1.2.2 氧化鋁的溶出過程

將焙燒后的粉煤灰放入回流反應器中，加入蒸餾水加熱一定時間后加入鹽酸，通過控制Hcl的用量來充分提取Al，除去Si雜質。

1.2.3 氯化鋁溶液提純

氯化鋁溶液提純的具體制備過程如下：先將硅鋁分離后的氯化鋁溶液的pH值調至5～6，將生成的沉淀過濾、洗滌；然后以氫氧化鈉溶液溶解該沉淀，至液相的pH>9，再次過濾、洗滌，得到純化的偏鋁酸鈉溶液；向溶液中加鹽酸生成氯化鋁溶液。

1.2.4 氫氧化鋁的溶出

向提純后氯化鋁溶液加入無水乙醇形成共同溶液，再加入NaOH溶液制取Al（OH）3。通過控制NaOH溶液的用量與濃度，精確控制溶出液的pH值來控制Al（OH）3在溶出液中的過飽和度，從而實現對晶體成核和長大速度的有效控制。

2 實驗結論

2.1 焙燒溫度和時間的影響

通過實驗發現，調好粉煤灰和碳酸鈉質量比后，其混合料的焙燒溫度和時間對粉煤灰中氧化鋁的活化影響最為明顯。

通過實驗發現，焙燒料在800 ℃～1000 ℃ 焙燒和制Al（OH）3工序相同情況下，Al（OH）3提取率相差不大。所以在實際生產中，在調整好粉煤灰和碳酸鈉質量比后，保證粉煤灰中氧化鋁的活化情況下，應盡量降低焙燒溫度和時間，減少能耗，降低成本。

2.2 氯化鋁溶液提純

鹽酸酸浸后所得的溶液為氯化鋁溶液，除含鋁離子外，還含有少量其他雜質離子，如含有少量的Fe3+、Mg2+、Ca2+、SiO2-等雜質，由實驗得出，當pH值在5左右時，鋁離子以氫氧化物沉淀形式存在，沉淀同時吸附一些含Si雜質，而鎂離子和鈣離子還未開始沉淀，與鈉離子、氯離子等可溶性離子一起存在于溶液中。由于鋁離子具有酸堿兩性，當繼續向得到的氫氧化物沉淀中加入氫氧化鈉至pH>9時，鋁離子即以偏鋁酸根形式溶出，由此可將鋁離子與鎂離子、鈣離子等雜質離子分開，得到純化的偏鋁酸鈉溶液，再加鹽酸。

鐵離子的去除是利用氫氧化鋁的兩性的化學性質，通過控制pH值可將Fe（OH）3去除。將氯化鋁溶液用氫氧化鈉溶液調pH值至3.0～3.4之間，在此pH范圍內，鐵以氫氧化物沉淀形式存在。

3 結論

（1）將粉煤灰與Na2CO3以質量比0.7639∶1的比例均勻混合，在800 ℃～1000 ℃下焙燒，用HCl調節溶出液的pH值，對溶出液進行提純，將其中的雜質硅、鐵、鎂和鈣除去。用濃度為1.0 mol/L的NaOH控制溶出液的pH值為5.0～5.4，使Al（OH）3充分析出。將Al（OH）沉淀用蒸餾水充分洗滌過濾后，于110 ℃充分干燥，可獲得的Al（OH）3粉體。

（2）采用此方法從粉煤灰中提取Al（OH）3粉體具有工藝條件易于控制、成本低、污染少、便于生產、粒度可控等特點，是一種較理想的從粉煤灰中提取Al（OH）3粉體的有效方法。

參考文獻

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