高铝粉煤灰硫酸法提铝过程中硅元素的浸出规律

Abstract

我国是铝资源消费大国,近年来,约40%的铝土矿需要进口。内蒙古地区部分燃煤电厂产生的粉煤灰含氧化铝高达40-50%,成为一种非常宝贵的铝资源,具有替代铝土矿的潜力。硫酸法是粉煤灰提铝主要技术之一,针对铝的浸出规律、工艺条件考察已有了大量的研究,而对硅浸出研究较少。硅元素在硫酸法提铝中为有害杂质,在提铝工艺中应尽量避免。本文以硫酸为浸出介质,在高压反应锆釜中考察了不同温度、硫酸浓度、液固比对硅浸出规律的影响。研究结果表明,随着反应进行,溶液中的硅逐渐增加,当达到某一时间t_m后,逐渐呈逐渐下降的趋势。从图1可以看出,温度越高,t_m越短,硅浸出呈增加的趋势;当反应温度为220℃时,在升温过程中,硅浸出已达到最大,从计时开始溶液中硅呈现下降趋势。图2表明,硫酸浓度越高,t_m越短,溶液中的硅越少,主要原因是硫酸浓度增加,促使浸出的硅形成硅酸或者原硅酸附着在粉煤灰的颗粒表面,而溶液中硅减少。当硫酸浓度增大到12M时,溶液中硅仅有少量存在。图3表明,液固比从100/1减少到12.5/1,硅浸出率减少较大,原因是单位溶液中的固体粉煤灰颗粒增加,增加了硅酸或者原硅酸附着的颗粒表面,导致硅浸出减少。在硫酸法提取粉煤灰中氧化铝的工艺中,适当增加温度、硫酸浓度、液固比均能使硅浸出减少