粉煤灰制備氧化鋁的過程研究進展

史永利，周 瑋

(山西大學 化學化工學院，山西 太原 030006)

隨著中國工業化和城市化發展，電力需求日益增長，電力來源中火力發電占比最高，以2019年第一季度為例火力發電占全國總發電量的75.58%。火力發電主要以煤炭的燃燒作為動力來源。煤炭燃燒會產生以鋁、鐵、硅的氧化物為主要成分的固體廢物——粉煤灰[1]。中國是煤炭消費大國，所以粉煤灰產量很大，預計2021年粉煤灰產生量在5.5×109～5.7×109t。大量粉煤灰排入大氣會造成揚塵污染，堆積會占用土地并使土地退化，浪費污染土地資源，排入水中會造成河流淤塞，其中的有害化學物質會破壞生態環境。

合理利用固體廢物使其變廢為寶既能避免其污染、破壞環境又能實現資源的持續利用。在粉煤灰的主要成分中氧化鋁是重要的資源，隨著中國電解鋁、陶瓷、醫藥、電子等行業的快速發展，對氧化鋁需求量巨大。中國氧化鋁大量依賴進口，氧化鋁對外依存度高達47.3%。因此，發展粉煤灰回收氧化鋁工業前景非常樂觀[2-7]。

目前，粉煤灰回收氧化鋁主要分為酸法、堿法、酸堿聯合法以及銨法四大類。作者將分別簡要介紹這四大類方法的基本工藝流程，并論述其在能耗、設備成本、回收利用率、所得產品純度以及廢渣廢氣產生量等方面的優缺點，并展望其在未來工業實際應用的可能性和發展前景。

1 粉煤灰提取氧化鋁工藝

1.1 粉煤灰酸法提取氧化鋁

1.1.1 硫酸法

硫酸浸取法[6-12]是以濃硫酸對粉煤灰進行溶解，分離掉不溶于濃硫酸的硅的氧化物，得到含鋁提取液，再將提取液濃縮結晶制得硫酸鋁晶體，最后將其經過焙燒工藝過程制備氧化鋁。……