1.本實用新型涉及一種用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，粉煤灰的排放量急劇增加。2009年我國粉煤灰的排放量高達3.75億噸，帶來一系列環(huán)境問題。粉煤灰中含有al2o3、sio2、fe2o3、tio2、cao、mgo、li2o等。該類型粉煤灰經(jīng)過“一步酸溶法”工藝，可生產(chǎn)出純度達到98.6％以上的冶金級氧化鋁品質(zhì)?！耙徊剿崛芊ā惫に囍饕ǎ蝴}酸浸出、沉降、樹脂除雜、蒸發(fā)結(jié)晶和焙燒等工序。蒸垢母液是氯化鋁蒸發(fā)結(jié)晶后的剩余夜，以氯化鋁為主的飽和溶液，氯化鋁含量達到240～450g/l。對鋁元素的回收利用是“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化鋁必須解決的關(guān)鍵問題。前期，研究人員呂國志等人以氯化鋁為原料，通過高溫焙燒技術(shù)成功制備了活性氧化鋁，參見專利號cn105084400a，焙燒溫度控制在800℃

?

1000℃；學(xué)者王學(xué)軍等以三氯化鋁為原料，通過堿性沉淀方法制備氫氧化鋁，并通過高壓釜提純制備了高純擬薄鋁石，參見專利號cn 109534376 a?，F(xiàn)有的活性氧化鋁制備技術(shù)存在能耗高、操作復(fù)雜的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本實用新型的目的是針對含鋁溶液，特別針對粉煤灰“一步酸溶法”提取氧化鋁后剩余的蒸垢母液，提供一種用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)。

4.本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

5.一種用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)，所述設(shè)備系統(tǒng)包括依次設(shè)置的煅燒裝置、浸出裝置、過濾裝置以及干燥裝置；其中，

6.所述煅燒裝置用于對蒸垢母液進行加熱煅燒處理，以使所述蒸垢母液中的氯化鋁分解得到氧化鋁粗產(chǎn)品；

7.所述浸出裝置用于對所述氧化鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理以溶解所述氧化鋁粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，得到氧化鋁漿料；

8.所述過濾裝置用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，以得到氧化鋁濾餅；所述過濾裝置包括：

9.過濾設(shè)備，用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，得到所述氧化鋁濾餅；

10.水洗設(shè)備，所述水洗設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對所述過濾設(shè)備上的氧化鋁濾餅進行沖洗以便再次過濾除去所述氧化鋁濾餅夾帶的雜質(zhì)；以及

11.氣體吹掃設(shè)備，所述氣體吹掃設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對水洗除雜后的氧化鋁濾餅進行吹掃，以降低所述氧化鋁濾餅中的水分含量；

12.所述干燥裝置用于對經(jīng)過所述過濾裝置進行過濾、水洗、氣體吹掃后獲得的氧化鋁濾餅進行干燥，得到氧化鋁固體。

13.在一種實施方式中，所述煅燒裝置為噴霧煅燒裝置。

14.在一種實施方式中，所述浸出裝置包括：反應(yīng)釜，用于提供反應(yīng)空間以對所述氧化

鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理；溫度調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)控所述反應(yīng)釜內(nèi)的浸出溫度；以及攪拌部件，所述攪拌部件設(shè)置在所述反應(yīng)釜內(nèi)，用于將所述反應(yīng)釜內(nèi)的物料攪拌均勻。

15.在一種實施方式中，所述反應(yīng)釜為密封反應(yīng)釜，例如本領(lǐng)領(lǐng)域已知的高壓反應(yīng)釜。

16.在一種實施方式中，所述過濾設(shè)備為板框壓濾機。

17.在一種實施方式中，所述板框壓濾機的濾布目數(shù)為700目。

18.在一種實施方式中，所述干燥裝置為鼓風(fēng)干燥箱。

19.在一種實施方式中，所述浸出裝置和所述過濾裝置之間還設(shè)置有輸送泵，所述輸送泵用于將所述浸出裝置中的氧化鋁漿料輸送至所述過濾裝置中。

20.在一種實施方式中，所述設(shè)備系統(tǒng)進一步包括有價金屬提取裝置，所述有價金屬提取裝置中設(shè)有離子交換樹脂柱，用于通過離子交換提取由所述過濾裝置分離出的濾液中的有價金屬。

21.在一種實施方式中，所述離子交換樹脂柱并聯(lián)設(shè)有多組。

22.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能夠從粉煤灰“一步酸溶法”提取氧化鋁后的蒸垢母液中直接制備活性氧化鋁，無需使含鋁溶液經(jīng)過堿沉淀制備氫氧化鋁膠體然后再經(jīng)焙燒獲得活性氧化鋁，經(jīng)濟成本更低。利用本實用新型的設(shè)備系統(tǒng)由提取氧化鋁后的蒸垢母液中制備活性氧化鋁，具有：節(jié)能、高效、經(jīng)濟和易于工業(yè)化推廣的優(yōu)點。

附圖說明

23.圖1為根據(jù)本實用新型的一種實施方式的用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

24.以下將結(jié)合附圖和具體實施方式說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于以下內(nèi)容。

25.如圖1所示，所述設(shè)備系統(tǒng)包括依次設(shè)置的煅燒裝置、浸出裝置、過濾裝置以及干燥裝置。其中，所述煅燒裝置用于對蒸垢母液進行加熱煅燒處理，以使所述蒸垢母液中的氯化鋁分解得到氧化鋁粗產(chǎn)品。所述浸出裝置用于對所述氧化鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理以溶解所述氧化鋁粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，得到氧化鋁漿料。所述過濾裝置用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，以得到氧化鋁濾餅；所述過濾裝置包括：過濾設(shè)備，用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，得到所述氧化鋁濾餅；水洗設(shè)備，所述水洗設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對所述過濾設(shè)備上的氧化鋁濾餅進行沖洗以便再次過濾除去所述氧化鋁濾餅夾帶的雜質(zhì)；以及氣體吹掃設(shè)備，所述氣體吹掃設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對水洗除雜后的氧化鋁濾餅進行吹掃，以降低所述氧化鋁濾餅中的水分含量。所述干燥裝置用于對經(jīng)過所述過濾裝置進行過濾、水洗、氣體吹掃后獲得的氧化鋁濾餅進行干燥，得到氧化鋁固體。

26.在本實用新型中，蒸垢母液的氯化鋁含量通常約為240～460g/l。

27.所述蒸垢母液是對粉煤灰“一步酸溶法”提取氧化鋁后剩余的蒸垢母液，其中含有一定量的鋰離子、鎂離子鈣離子鈦離子和鋁離子等。例如，蒸垢母液中，鋰離子為0.36g/l、鎂離子為0.255g/l、鈣離子為0.01g/l、鈦離子為0.0035g/l、鋁離子為48

?

91g/l。

28.在一個實施例中，所述煅燒裝置為噴霧煅燒裝置，例如噴霧煅燒爐。

29.優(yōu)選地，噴霧煅燒裝置中的煅燒溫度為300～500℃，優(yōu)選煅燒溫度為380℃～420

℃，例如400℃。經(jīng)過煅燒，獲得以氧化鋁為主的煅燒產(chǎn)物，該煅燒產(chǎn)物包括氧化鋁、氯化鋰、氧化鎂(或氯化鎂)、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣和少量氯化鋁等。

30.在一個實施例中，所述浸出裝置包括：反應(yīng)釜，用于提供反應(yīng)空間以對所述氧化鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理；溫度調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)控所述反應(yīng)釜內(nèi)的浸出溫度；以及攪拌部件，所述攪拌部件設(shè)置在所述反應(yīng)釜內(nèi)，用于將所述反應(yīng)釜內(nèi)的物料攪拌均勻。

31.優(yōu)選地，所述反應(yīng)釜為高壓反應(yīng)釜。在所述高壓反應(yīng)釜中進行浸出工序，浸出溫度控制為160℃

?

200℃，機械攪拌時間為3

?

5h。所述高壓反應(yīng)釜中的固/液比(質(zhì)量比)為1:(1～15)。優(yōu)選地，浸出溫度為180℃；機械攪拌時間為4h；固/液比(質(zhì)量比)為1:10。在一個優(yōu)選的實施例中，雜質(zhì)離子的浸出率可以達到90％以上。

32.在一個實施例中，所述過濾設(shè)備為壓濾機，具體為板框壓濾機。進一步地，在反應(yīng)釜和板框壓濾機之間設(shè)置有輸送泵，所述輸送泵將浸出后得到的混合料液送入板框壓濾機中過濾，并對得到的濾渣通過水洗設(shè)備進行水洗，然后通過氣體吹掃設(shè)備進行空氣吹掃等工序，得到固體產(chǎn)物氧化鋁的濾餅。水洗的目的是去除氧化鋁濾餅表面吸附的鈣、鎂等雜質(zhì)離子，實現(xiàn)活性氧化鋁的二次提純。空氣吹掃的目的是去除氧化鋁濾餅中所含的多余水分，以降低水分含量，同時被吹走的水分可以帶走少許夾雜在濾餅中的雜質(zhì)。優(yōu)選，所述過濾裝置為將過濾、水洗和氣體吹掃功能為一體的板框壓濾機。

33.優(yōu)選地，所述板框壓濾機的濾布目數(shù)優(yōu)選為500

?

1100目，優(yōu)選的濾布目數(shù)為700目。

34.在一個實施例中，所述干燥裝置為鼓風(fēng)干燥箱。通過將氧化鋁固體產(chǎn)物用鼓風(fēng)干燥箱進行烘干，使活性氧化鋁產(chǎn)品表面的物理吸附水脫附。烘干溫度為100℃～150℃，優(yōu)選的烘干溫度為120℃。

35.進一步地，可以對烘干的氧化鋁固體產(chǎn)物破碎、封袋，備用。

36.在一個實施例中，所述設(shè)備系統(tǒng)進一步包括有價金屬提取裝置，所述有價金屬提取裝置中設(shè)有離子交換樹脂柱，用于通過離子交換提取由所述過濾裝置分離出的濾液中的有價金屬(例如鋰元素)。優(yōu)選地，所述離子交換樹脂柱并聯(lián)設(shè)有多組。所述有價金屬提取裝置提取有價金屬后所產(chǎn)生的廢液可以進一步送入下游進行廢液處理，以實現(xiàn)廢水綜合利用。

37.本實用新型能夠從粉煤灰“一步酸溶法”提取氧化鋁后的蒸垢母液中直接制備活性氧化鋁。在活性氧化鋁的制備過程中，首先在噴霧煅燒裝置中對蒸垢母液進行噴霧煅燒，然后將得到的煅燒產(chǎn)物氧化鋁粗產(chǎn)品在浸出裝置中浸出，浸出后將得到的氧化鋁漿料通過輸送泵送入過濾裝置中，過濾得到濾液和氧化鋁濾餅，氧化鋁濾餅在過濾裝置中進一步進行水洗、空氣吹掃處理，然后將得到的固體送入干燥裝置進行烘干脫水，得到干燥的活性氧化鋁固體，對于干燥的活性氧化鋁固體可以在破碎后裝袋備用。進一步地，濾液可以送入有價金屬提取裝置以提取出濾液中的有價金屬，從而得到高附加值產(chǎn)品和廢液，產(chǎn)生的廢液可以送入下游進行廢液處理。

38.實施例

39.以下將結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明，以下實施例均在本實用新型的設(shè)備系統(tǒng)中進行。

40.實施例1

41.將蒸垢母液經(jīng)380℃的噴霧煅燒爐煅燒，獲得以白色氧化鋁為主的焙燒產(chǎn)物；煅燒產(chǎn)物經(jīng)高壓反應(yīng)釜浸出，機械攪拌4h，浸出溫度為160℃，固/液比(質(zhì)量比)為1:10；再經(jīng)板框壓濾機過濾，濾布目數(shù)為700目，水洗、空氣吹掃，然后用鼓風(fēng)干燥箱在120℃下烘干，獲得比表面積為123.1m2/g、孔容為0.263cm3/g的活性氧化鋁，活性氧化鋁產(chǎn)品含量為82.4％，氯化鋁的回收率為92.2％。

42.實施例2

43.將蒸垢母液經(jīng)390℃的噴霧煅燒爐煅燒，獲得以白色氧化鋁為主的焙燒產(chǎn)物；煅燒產(chǎn)物經(jīng)高壓反應(yīng)釜浸出，機械攪拌4h，浸出溫度為180℃，固/液比(質(zhì)量比)為1:15；再經(jīng)板框壓濾機過濾，濾布目數(shù)為1100目，水洗、空氣吹掃，然后用鼓風(fēng)干燥箱在120℃下烘干，獲得比表面積為119.2m2/g、孔容為0.251cm3/g的活性氧化鋁，活性氧化鋁產(chǎn)品含量為83.6％，氯化鋁的回收率為95.6％。

44.實施例3

45.將蒸垢母液經(jīng)400℃的噴霧煅燒爐煅燒，獲得以白色氧化鋁為主的焙燒產(chǎn)物；煅燒產(chǎn)物經(jīng)高壓反應(yīng)釜浸出，機械攪拌3h，浸出溫度為180℃，固/液比(質(zhì)量比)為1:8；再經(jīng)板框壓濾機過濾，濾布目數(shù)為700目，水洗、空氣吹掃，然后用鼓風(fēng)干燥箱在120℃下烘干，獲得比表面積為114.2m2/g、孔容為0.247cm3/g的活性氧化鋁，活性氧化鋁產(chǎn)品含量為88.2％，氯化鋁的回收率為97.4％。

46.實施例4

47.將蒸垢母液經(jīng)410℃的噴霧煅燒爐煅燒，獲得以白色氧化鋁為主的焙燒產(chǎn)物；煅燒產(chǎn)物經(jīng)高壓反應(yīng)釜浸出，機械攪拌3h，浸出溫度為180℃，固/液比(質(zhì)量比)為1:10；再經(jīng)板框壓濾機過濾，濾布目數(shù)為500目，水洗、空氣吹掃，然后用鼓風(fēng)干燥箱在120℃下烘干，獲得比表面積為108.2m2/g、孔容為0.233cm3/g的活性氧化鋁，活性氧化鋁產(chǎn)品含量為89.7％，氯化鋁的回收率為98.7％。

48.實施例5

49.將蒸垢母液經(jīng)420℃的噴霧煅燒爐煅燒，獲得以白色氧化鋁為主的焙燒產(chǎn)物；煅燒產(chǎn)物經(jīng)高壓反應(yīng)釜浸出，機械攪拌3h，浸出溫度為200℃，固/液比(質(zhì)量比)為1:10；再經(jīng)板框壓濾機過濾，濾布目數(shù)為700目，水洗、空氣吹掃，然后用鼓風(fēng)干燥箱在120℃下烘干，獲得比表面積為102.2m2/g、孔容為0.221cm3/g的活性氧化鋁，活性氧化鋁產(chǎn)品含量為90.7％，氯化鋁的回收率為98.2％。技術(shù)特征：

1.一種用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備系統(tǒng)包括依次設(shè)置的煅燒裝置、浸出裝置、過濾裝置以及干燥裝置；其中，所述煅燒裝置用于對蒸垢母液進行加熱煅燒處理，以使所述蒸垢母液中的氯化鋁分解得到氧化鋁粗產(chǎn)品；所述浸出裝置用于對所述氧化鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理以溶解所述氧化鋁粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，得到氧化鋁漿料；所述過濾裝置用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，以得到氧化鋁濾餅；所述過濾裝置包括：過濾設(shè)備，用于對所述氧化鋁漿料進行固液分離，得到所述氧化鋁濾餅；水洗設(shè)備，所述水洗設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對所述過濾設(shè)備上的氧化鋁濾餅進行沖洗以便再次過濾除去所述氧化鋁濾餅夾帶的雜質(zhì)；以及氣體吹掃設(shè)備，所述氣體吹掃設(shè)備設(shè)置在所述過濾設(shè)備上，用于對水洗除雜后的氧化鋁濾餅進行吹掃，以降低所述氧化鋁濾餅中的水分含量；所述干燥裝置用于對經(jīng)過所述過濾裝置進行過濾、水洗、氣體吹掃后獲得的氧化鋁濾餅進行干燥，得到氧化鋁固體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述煅燒裝置為噴霧煅燒裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述浸出裝置包括：反應(yīng)釜，用于提供反應(yīng)空間以對所述氧化鋁粗產(chǎn)品進行水溶浸出處理；溫度調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)控所述反應(yīng)釜內(nèi)的浸出溫度；以及攪拌部件，所述攪拌部件設(shè)置在所述反應(yīng)釜內(nèi)，用于將所述反應(yīng)釜內(nèi)的物料攪拌均勻。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)釜為密封反應(yīng)釜。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾設(shè)備為板框壓濾機。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述板框壓濾機的濾布目數(shù)為700目。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥裝置為鼓風(fēng)干燥箱。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述浸出裝置和所述過濾裝置之間還設(shè)置有輸送泵，所述輸送泵用于將所述浸出裝置中的氧化鋁漿料輸送至所述過濾裝置中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備系統(tǒng)進一步包括有價金屬提取裝置，所述有價金屬提取裝置中設(shè)有離子交換樹脂柱，用于通過離子交換提取由所述過濾裝置分離出的濾液中的有價金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述離子交換樹脂柱并聯(lián)設(shè)有多組。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型提供了一種用于制備活性氧化鋁的設(shè)備系統(tǒng)，所述設(shè)備系統(tǒng)包括依次設(shè)置的煅燒裝置、浸出裝置、過濾裝置以及干燥裝置；其中所述過濾裝置包括過濾設(shè)備、水洗設(shè)備以及氣體吹掃設(shè)備；所述浸出裝置包括反應(yīng)釜、溫度調(diào)節(jié)單元以及攪拌部件。本實用新型的設(shè)備系統(tǒng)具有經(jīng)濟成本低的優(yōu)點。經(jīng)濟成本低的優(yōu)點。經(jīng)濟成本低的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：李超 王永旺 崔永杰 王麗萍 陳東 張云峰 趙宇航 郭志峰 趙飛燕 李曉燕

受保護的技術(shù)使用者：神華準(zhǔn)能資源綜合開發(fā)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.01.26

技術(shù)公布日：2021/11/9