煤矸石生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)自備發(fā)電及氮磷復(fù)合肥的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種利用煤矸石生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)自備發(fā)電及氮磷復(fù)合肥的工藝。將發(fā)電后的粉煤灰用硫酸銨溶液浸取，得銨明礬。銨明礬熔液中通入熱解結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)生的氯化氫氣體和硫酸分解氯化銨產(chǎn)生的氯化氫氣，酸析出結(jié)晶氯化鋁。結(jié)晶氯化鋁熱解得氧化鋁。利用廢液聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)氮磷復(fù)合肥。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低是煤矸石綜合利用的最佳新工藝。
【專利說(shuō)明】煤矸石生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)自備發(fā)電及氮磷復(fù)合肥的工藝
[0001]本發(fā)明涉及一種利用煤矸石含鋁硅酸鹽礦物生產(chǎn)氧化鋁的工藝。
[0002]法國(guó)彼施涅鋁業(yè)公司發(fā)明處理粘土或煤頁(yè)巖的酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，目前被認(rèn)為是一種最有前途的酸法工藝，同時(shí)美國(guó)也發(fā)表了對(duì)此法作出改進(jìn)的某些專利。
[0003]但是，H法工藝?yán)昧蛩釢舛葹?50-850克/升的溶液處理礦物不只操作困難，硅渣不宜分離，而且不易除鐵。
[0004]本發(fā)明的目的在于硫酸、硫酸銨、硫酸氫銨的混合溶液，以較低濃度浸出礦物，利用銨明礬極易除雜質(zhì)的特點(diǎn)除去鐵、鎂、鉀、鈉等雜質(zhì)。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于以硫酸分解氧化銨產(chǎn)生的氯化氫氣體及硫酸氫銨來(lái)補(bǔ)充工藝中硫酸氨、氯化氫的損耗。
[0006]酸析法氧化鋁基于以下化學(xué)原理:
[0007]AI2O3 ? 2Si02+2H2S04+(H H4)2S04+2H H4 HSO4 = AI2 (SO 4) 3 ? (H H4)2S04+(HH4)2S04+3H20+2Si02 I
[0008]AI2(SO4)3 * (H H4)2S04+6H01 + 12H20 = 2 (AlCl3 ? 6H20)+3H2S04 ? (H H4) 2S04H H4Cl (固)+H2 S04(濃)=H H4 HS04+HC1 t 2 (AlCl3 ? 6H20) = A1203+6HC1+9H20
[0009]酸析法的工藝流程為:
[0010]A、煤矸石在600_800°C下焙燒脫水。
[0011]B、礦石的浸出
[0012]礦石以循環(huán)中的硫酸、硫酸銨、硫酸氫銨混合溶液浸取。溶液中游離的濃度在約為700克-750克/升，在沸騰下反應(yīng)1-4小時(shí)。然后以銨明礬重結(jié)晶時(shí)的廢液稀釋，熱過(guò)濾。冷卻結(jié)晶出銨明礬
[0013]C、廢液處理:
[0014]結(jié)晶銨明礬時(shí)的一次廢液可加入氨水或碳銨中和分離雜質(zhì)后蒸發(fā)濃縮結(jié)晶出硫酸鈉銨循環(huán)使用。或加入過(guò)磷酸鈣、分離硫酸鈣，母液蒸發(fā)結(jié)晶得氮磷復(fù)合肥。
[0015]C、酸析:
[0016]銨明礬重結(jié)晶用熱解結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)生的鹽酸溶液溶解，再通入硫酸分解氯化銨產(chǎn)生的氯化氫氣體和熱解氯化鋁產(chǎn)生的氯化氫氣體酸析出結(jié)晶氯化鋁。
[0017]C、結(jié)晶氯化鋁熱解:
[0018]結(jié)晶氯化鋁在400°C以內(nèi)熱解得活性氧化鋁，在1000°C -1300°C內(nèi)熱解得符合電解要求的氧化鋁。
[0019]熱解出的氯化氫氣體經(jīng)吸收作溶解銨明礬或酸析用。
[0020]F母液的濃縮脫氣:
[0021]C、酸析結(jié)晶氯化鋁后的母液濃縮，使HCI氣體揮發(fā)，吸收。蒸濃的硫酸、硫酸銨溶液補(bǔ)充硫酸氫銨后返回浸出礦物。
[0022]G、氯化銨的分解
[0023]用硫酸鈉分解氯化銨，以補(bǔ)充硫酸、氨、氯化氫在工藝中的損耗。本發(fā)明的特點(diǎn)在于:[0024]1、以硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鈉氫銨的混合液浸出礦物，再加稀廢液熱過(guò)濾器易于操作，硅渣易于分離。
[0025]2、銨明礬除鐵簡(jiǎn)單易行。效果好。
[0026]3、廢液加過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)復(fù)合肥一方面使礦物中的鐵、鎂、鉀、鈉等元素得到了綜合利用，另外也防止了閉路循環(huán)中這些元素的富集而對(duì)產(chǎn)品的污染。
[0027]4、本發(fā)明采用濕法，硫酸、硫酸銨閉路循環(huán)流程，所以能耗低、物耗低、成本低。
[0028]5、本發(fā)明原料要求不嚴(yán)，可利用氧化鋁在25%以上的煤矸石和粉煤灰。
[0029]實(shí)例1:硫酸100g，硫酸氫錠115g，粉煤灰130g(AI203干基40.8% )加水浸出3小時(shí)得鋁銨礬384g。鋁銨礬通入硫酸分解氧化銨產(chǎn)生的氯化氫氣，得結(jié)晶氯化鋁255g.結(jié)晶氯化鋁熱解氧化鋁45g。母液濃縮脫氣后返回浸出礦物。
[0030]實(shí)例2:返回液120ml加硫酸氫銨131g、煤矸石130g浸出3小時(shí)得鋁銨礬450g。鋁銨礬用實(shí)例I脫氣吸收后的鹽酸溶液溶解，通人實(shí)例I熱解時(shí)放出的氯化氫氣酸析，得結(jié)晶氯化鋁198g。熱解結(jié)晶氯化鋁得氧化鋁35g。酸析后的母液濃縮后循環(huán)使用。
[0031]圖1煤矸石生產(chǎn) 氧化鋁聯(lián)產(chǎn)自備發(fā)電及氮磷復(fù)合肥的工藝。
【權(quán)利要求】
1.煤矸石生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)自備發(fā)電及氮磷復(fù)合肥的工藝，其特征在于銨明礬重結(jié)晶后用熱解結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)生的鹽酸溶液溶解，再通入硫酸分解氯化銨產(chǎn)生的氯化氫氣體和熱解氯化鋁產(chǎn)生的氯化氫氣體酸析出結(jié)晶氯化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法結(jié)晶氯化鋁在400°C以內(nèi)熱解得活性氧化鋁，在10000C -13000C內(nèi)熱解得符合電解要求的氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特 征在于銨明礬結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的一次廢液加入過(guò)磷酸鈣生產(chǎn)高濃度氮磷復(fù)合肥。
【文檔編號(hào)】C05G1/00GK103754903SQ201210262428
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】張宏, 韓德民, 雷菊花 申請(qǐng)人:雷菊花