CN115196659A - 煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***以及工业级氧化铝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***以及工业级氧化铝的制备方法。该环保低耗***中，第一***为煤制气供能***，所述煤制气供能***指将煤制气中产生的煤气、蒸汽、热/电中的至少一种为第二***和/或第三***供能；第二***为煤系固废加压酸浸粗制氧化铝***，煤系固废为煤矸石和/或粉煤灰；第三***为碱法精制工业级氧化铝***。该***和方法利用煤制气***作为供能***，极大降低了生产过程中能源的消耗量；同时结合了酸碱法的优点，先用酸法制备出粗制氧化铝，然后再用碱法将粗制氧化铝进一步提纯为工业级氧化铝，有效规避现有酸碱法中的缺点；辅料酸碱均可循环使用，极大节约了生产能源与辅料成本。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***以及工业级氧化铝的制备方法。
背景技术
煤系固体废物来自于煤炭的开采、加工和利用过程。其中，煤矸石和粉煤灰是火力发电厂产生量最大的工业固体废弃物，其大量堆存带来了严重的环境污染。
目前，煤矸石和粉煤灰的利用方式主要以建工、建材为主，方式单一且利用水平低。其中，在煤矸石或粉煤灰中提取氧化铝作为铝土矿资源是利用率较高的一种方式，对提高这类煤系固体废物的利用水平有着重要的意义。
在煤矸石或粉煤灰中提取氧化铝的方法主要包括酸浸法和碱浸法。碱浸法回收工艺成熟，但需添加造渣剂，提取氧化铝后的残渣量巨大；酸浸法目前主要采用盐酸浸出法与硫酸浸出法，粉煤灰中铁含量较高，现有的酸法回收工艺，酸直接浸出粉煤灰，粉煤灰中的铁几乎全部进入浸出液中，导致酸耗高，浸出成本高，浸出液中铁杂质含量高，除杂成本高。
因此，开发一种对新的煤系固废制取氧化铝***。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***以及工业级氧化铝的制备方法。该方法利用煤制气***作为供能***，极大降低了生产过程中能源的消耗量；同时本发明结合了酸碱法的优点，并将现有技术中的盐酸、硫酸浸出改为硝酸浸出，先用硝酸酸法制备出粗制氧化铝，然后再用碱法将粗制氧化铝进一步提纯为工业级氧化铝。综合利用酸碱法制氧化铝中优点，有效规避酸碱法中的缺点；辅料酸碱均可循环使用，极大节约了生产能源与辅料成本。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
本发明的目的之一是提供一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***，包括第一***、第二***、第三***；
第一***为煤制气供能***，所述煤制气供能***指将煤制气中产生的煤气、蒸汽、热/电中的至少一种为第二***和/或第三***供能；
第二***为煤系固废加压酸浸粗制氧化铝***，煤系固废为煤矸石和/或粉煤灰；
第三***为碱法精制工业级氧化铝***；
优选地，所述煤制气采用的原料为粉煤、劣质煤中的至少一种；
碱法精制工业级氧化铝采用拜耳法碱法精制工业级氧化铝***制备工业级氧化铝。
优选地，
所述第二***包括依次相连的体磨机、酸浸反应釜、过滤装置、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉；第一焙烧分解炉产生的气体通入硝酸回收装置中，硝酸回收装置与酸浸反应釜的酸液进料口相连；
优选地，所述第一***为酸浸反应釜、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉中的至少一个装置供能。
优选地，
所述第三***包括依次相连的碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉；
优选地，所述第一***为碱浸反应釜、第二蒸发浓缩装置、第二焙烧分解炉中的至少一个装置供能。
优选地，
所述第一***包括依次相连的循环流化床、余热回收装置、干法除尘装置、煤气脱硫装置；循环流化床的排渣口与三废混燃炉相连，三废混燃炉的出料口与烟气脱硫脱硝装置相连；
所述余热回收装置的热量为第二***的酸浸反应釜、第一蒸发浓缩装置第三***的第二蒸发浓缩装置中的至少一个装置供能；
所述煤气脱硫装置的出料口产生的煤气为第三***的第二焙烧分解炉和/或第二***的第一焙烧分解炉供能。
更优选地，所述第一***余热回收装置产生的蒸汽用于第二***中的酸浸反应釜加热保温和蒸发浓缩装置蒸发浓缩水分；所述第一***产生的工业煤气用于第一焙烧分解炉焙烧。
所述第一***余热回收装置产生的蒸汽用于第三***中的碱浸反应釜加热保温和蒸发浓缩装置蒸发浓缩水分；所述第一***产生的产生的工业煤气用于第二焙烧分解炉焙烧。
本发明的目的之二是提供本发明的目的之一所述的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***的工业级氧化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)所述煤系固废为原料在第二***中采用硝酸加压酸浸，得到浸出液和浸出尾渣；将浸出液蒸发浓缩、焙烧，得到粗制氧化铝和氮氧化合物气体，优选地，氮氧化物气体循环再生为硝酸循环利用于加压酸浸步骤中，浸出尾渣为二氧化硅渣可作为硅肥及土壤改良剂资源化利用；
(2)以第二***的粗制氧化铝粗制氧化铝为原料在第三***中进行碱浸、种分，再洗涤、焙烧氢氧化铝得到工业级氧化铝；
(3)第一***为煤制气供能***，所述煤制气供能***指将煤制气中产生的煤气、蒸汽、热/电中的至少一种为第二***和/或第三***供能。
优选地，
步骤(1)中，加压酸浸的温度为140-240℃，时间为0.5-4h；酸液浓度为200-800g/L，酸液与煤系固废的质量比为1:0.5-1:5g/mL；
焙烧的温度为300-800℃，时间为0.5-3h。
优选地，
步骤(1)中，粗制氧化铝的纯度为80-92％。
优选地，
步骤(2)中，碱浸的温度为80-200℃，时间为0.5-3h；碱浸时加入的氢氧化钠与粗制氧化铝的质量比为1:2-1:5g/mL；
步骤(2)中，种分用溶液为碱浸料浆沉降分离粗液叶滤后的***：苛性碱(Nk)质量浓度为200-500g/L，氧化铝质量(Al2O3)浓度为130-200g/L，苛性比ak＝l.40-1.90，种分反应晶种添加量为5-20％，分解温度70-50℃，分解总固含为550-700g/L，分解时间为30-50h，种分结束后取一部分晶体作为下一轮种分的晶种。--
优选地，
焙烧的温度为600-1200℃，时间为0.5-3h。
优选地，
工业级氧化铝的纯度为98.6％。
第一***中，煤制气供能***包括循环流化床、三废混燃炉、余热回收装置、干法除尘装置、脱硫装置。原料煤与空气按一定比例控制下进入流化床，通过流化床的反应产生粗煤气。该粗制煤气通过余热回收装置产生高压蒸汽，用于第二***及第三***加压浸出与蒸发浓缩供热；经降温煤气通过除尘脱硫得到工业煤气，用于第二***及第三***焙烧供能，煤气脱硫产生部分硫磺可作为泵工艺副产物。
第二***中，包括***包括体磨机、酸浸反应釜、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉、硝酸回收装置。煤系固废首先通过体磨机中磨细、混合硝酸与水后，进入连续反应釜，在一定的温度和压力下，通过硝酸浸出工艺处理，将煤系固废中的铝金属以铝离子的形式存在于浸出溶液当中，二氧化硅存在于滤渣中，其中二氧化硅可以应用于建材行业、生产白炭黑、农业肥料等。硝酸铝溶液通过浓缩，经分解炉反应得到粗制氧化铝及氮氧化合物气体。氮氧化合物经硝酸吸收装置吸收后生成高浓度硝酸，再生硝酸返回浸出。
所述第二***的粗制氧化铝出口与所述第三***的入口相连通。
所述第三***拜耳法制备工业氧化铝***包括碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉、第二蒸发浓缩装置。粗制氧化铝通过碱釜碱浸，在一定的温度和压力下，将氧化铝中铝金属以偏铝酸的形式存在于浸出溶液当中，通过沉降分离器将少量氧化钙、氧化镁、氧化铁及微量二氧化硅存在于滤渣中，其中氧化钙、氧化镁、氧化铁可以应用于农业肥料、建筑材料等。铝酸钠溶液经叶滤、降温，加入晶种种分可得到氢氧化铝及母液。氢氧化铝经洗涤、焙烧处理得到工业氧化铝产品，母液经蒸发浓缩返回碱浸釜重复利用。
综上，通过上述***，通过采用第一***煤制气供能***提供煤气与蒸汽，具有能耗成本低的优点。第二***制备的粗制氧化硅含量极低，用于第三***拜耳法制氧化铝拥有溶解性好、耗碱少，渣率低的优点。
现有技术中采用粉煤灰提取氧化铝的方法多为单独的碱法或酸法工艺，碱法渣量大，酸法除杂成本高。本发明发现若将酸法和碱法二者直接结合，会存在酸碱综合利用率低、能耗高的问题。为了解决上述问题，本专利实现了酸碱循环再生利用，全程酸碱综合利用率高，还采用煤制气***使能耗成本降低，具有巨大的社会经济价值。
本发明技术方案具有如下有益效果：
(1)全程酸碱综合利用率高，实现了酸碱循环再生利用。
(2)工艺采用电作为能源，循环再生新的酸碱循环利用，工艺简洁、低碳、无废渣废水排放的优点，具有巨大的社会经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的绿色低耗***，如图1所示，第一***煤制气供能***，以粉煤、劣质煤为原料低成本地提供煤气、蒸汽、热/电；第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝***，以煤系固废为原料采用高温硝酸加压浸出提铝，再蒸发浓缩、焙烧硝酸铝溶液得到粗制氧化铝；第三***拜耳法制备工业氧化铝***，以粗制氧化铝为原料采用拜耳法碱浸、种分，再洗涤、焙烧氢氧化铝得到工业氧化铝。所述第二***的粗制氧化铝出口与所述第三***的入口相连通；所述第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝、第三***拜耳法制备工业氧化铝的过程包括采用第一***煤制气产生煤气、蒸汽、电能为浸出、蒸发浓缩、焙烧等工序供能。
所述第一***包括依次相连的循环流化床、余热回收装置、干法除尘装置、煤气脱硫装置；循环流化床的排渣口与三废混燃炉相连，三废混燃炉的出料口与烟气脱硫脱硝装置相连；具体的，第一***原料煤与空气按一定比例控制下进入循环流化床，通过流化床的反应产生粗煤气。该粗制煤气通过余热回收装置产生高压蒸汽，用于第二***及第三***加压浸出与蒸发浓缩供热；经降温煤气通过干法除尘装置除尘、脱硫装置脱硫得到工业燃气(工业煤气)，用于第二***及第三***焙烧供能，煤气脱硫产生部分硫磺可作为泵工艺副产物。
所述第二***包括依次相连的体磨机、酸浸反应釜、过滤装置、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉；第一焙烧分解炉产生的气体通入硝酸回收装置中，硝酸回收装置与酸浸反应釜的酸液进料口相连；具体的，第二***煤系固废(Al2O3含量：35wt％)首先通过体磨机中磨细，再混合硝酸与水后，进入酸浸反应釜，(加压酸浸的温度为160℃，时间为1h；酸液浓度为300g/L，酸液与煤系固废的质量比为1:4g/mL，酸液为硝酸)，通过硝酸浸出工艺处理，将煤系固废中的铝金属以铝离子的形式存在于浸出溶液当中，二氧化硅存在于滤渣中，其中二氧化硅可以应用于建材行业、生产白炭黑、农业肥料等。硝酸铝溶液通过蒸发浓缩装置浓缩，经分解炉焙烧反应得到粗制氧化铝(Al2O3:90wt％)及氮氧化合物气体，焙烧的温度为600℃，时间为2h。氮氧化合物经硝酸回收装置吸收后生成高浓度硝酸，再生硝酸返回浸出。所得粗制氧化铝进入第三***碱浸。
所述第三***包括依次相连的碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉；具体的，第三***粗制氧化铝通过碱浸反应釜碱浸，碱浸的温度为180℃，时间为3h；碱浸时加入的氢氧化钠与粗制氧化铝的与煤系固废的质量比为1:1g/mL)，将氧化铝中铝金属以偏铝酸的形式存在于浸出溶液当中，通过沉降分离器将少量氧化钙、氧化镁、氧化铁及微量二氧化硅存在于滤渣中，其中氧化钙、氧化镁、氧化铁可以应用于农业肥料、建筑材料等。铝酸钠溶液经叶滤器、过滤，种分装置加入晶种种分可得到氢氧化铝及母液，种分用溶液为碱浸料浆沉降分离粗液叶滤后的***：碱浸料浆中苛性钠(Nk)质量浓度为150g/L，粗制氧化铝质量(Al2O3)浓度为180g/L，ak＝l.60，种分反应晶种添加量为10wt％，分解温度60℃，分解总固含为600g/L，分解时间为30h，种分结束后取一部分晶体作为下一轮种分的晶种。氢氧化铝经洗涤、分解炉焙烧处理得到工业氧化铝产品(Al2O3：99wt％)，焙烧的温度为700℃，时间为2h。母液经蒸发浓缩装置后返回碱浸釜重复利用，酸碱再生利用率98％。
实施例2
一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的绿色低耗***，如图1所示，第一***煤制气供能***，以粉煤、劣质煤为原料低成本地提供煤气、蒸汽、热/电；第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝***，以煤系固废为原料采用高温硝酸加压浸出提铝，再蒸发浓缩、焙烧硝酸铝溶液得到粗制氧化铝；第三***拜耳法制备工业氧化铝***，以粗制氧化铝为原料采用拜耳法碱浸、种分，再洗涤、焙烧氢氧化铝得到工业氧化铝。所述第二***的粗制氧化铝出口与所述第三***的入口相连通；所述第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝、第三***拜耳法制备工业氧化铝的过程包括采用第一***煤制气产生煤气、蒸汽、电能为浸出、蒸发浓缩、焙烧等工序供能。
所述第一***包括依次相连的循环流化床、余热回收装置、干法除尘装置、煤气脱硫装置；循环流化床的排渣口与三废混燃炉相连，三废混燃炉的出料口与烟气脱硫脱硝装置相连；具体的，第一***原料煤与空气按一定比例控制下进入循环流化床，通过流化床的反应产生粗煤气。该粗制煤气通过余热回收装置产生高压蒸汽，用于第二***及第三***加压浸出与蒸发浓缩供热；经降温煤气通过干法除尘装置除尘、脱硫装置脱硫得到工业燃气(工业煤气)，用于第二***及第三***焙烧供能，煤气脱硫产生部分硫磺可作为泵工艺副产物。
所述第二***包括依次相连的体磨机、酸浸反应釜、过滤装置、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉；第一焙烧分解炉产生的气体通入硝酸回收装置中，硝酸回收装置与酸浸反应釜的酸液进料口相连；具体的，第二***煤系固废(Al2O3：40wt％)首先通过体磨机中磨细，再混合硝酸与水后，进入酸浸反应釜，(加压酸浸的温度为180℃，时间为1h；酸液浓度为300g/L，酸液与煤系固废的质量比为1:3g/mL，酸液为硝酸)，通过硝酸浸出工艺处理，将煤系固废中的铝金属以铝离子的形式存在于浸出溶液当中，二氧化硅存在于滤渣中，其中二氧化硅可以应用于建材行业、生产白炭黑、农业肥料等。硝酸铝溶液通过蒸发浓缩装置浓缩，经分解炉焙烧反应得到粗制氧化铝(Al2O3:92wt％)及氮氧化合物气体，焙烧的温度为600℃，时间为2h。氮氧化合物经硝酸回收装置吸收后生成高浓度硝酸，再生硝酸返回浸出。所得粗制氧化铝进入第三***碱浸。
所述第三***包括依次相连的碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉；具体的，第三***粗制氧化铝通过碱浸反应釜碱浸，碱浸的温度为190℃，时间为1.5h；碱浸时加入的氢氧化钠与粗制氧化铝的质量比为1:4g/mL，将氧化铝中铝金属以偏铝酸的形式存在于浸出溶液当中，通过沉降分离器将少量氧化钙、氧化镁、氧化铁及微量二氧化硅存在于滤渣中，其中氧化钙、氧化镁、氧化铁可以应用于农业肥料、建筑材料等。铝酸钠溶液经叶滤器、过滤，种分装置加入晶种种分可得到氢氧化铝及母液，种分用溶液为碱浸料浆沉降分离粗液叶滤后的***：苛性钠(Nk)质量浓度为150g/L，氧化铝质量(Al2O3)浓度为160g/L，ak＝1,7，种分反应晶种添加量为10％，分解温度70℃，分解总固含为650g/L，分解时间为50h，种分结束后取一部分晶体作为下一轮种分的晶种。氢氧化铝经洗涤、分解炉焙烧处理得到工业氧化铝产品(99.1wt％)，焙烧的温度为800℃，时间为1.5h。母液经蒸发浓缩装置后返回碱浸釜重复利用，酸碱利用率98.6％。
实施例3
一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的绿色低耗***，如图1所示，第一***煤制气供能***，以粉煤、劣质煤为原料低成本地提供煤气、蒸汽、热/电；第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝***，以煤系固废为原料采用高温硝酸加压浸出提铝，再蒸发浓缩、焙烧硝酸铝溶液得到粗制氧化铝；第三***拜耳法制备工业氧化铝***，以粗制氧化铝为原料采用拜耳法碱浸、种分，再洗涤、焙烧氢氧化铝得到工业氧化铝。所述第二***的粗制氧化铝出口与所述第三***的入口相连通；所述第二***煤系固废加压酸浸制备粗制氧化铝、第三***拜耳法制备工业氧化铝的过程包括采用第一***煤制气产生煤气、蒸汽、电能为浸出、蒸发浓缩、焙烧等工序供能。
所述第一***包括依次相连的循环流化床、余热回收装置、干法除尘装置、煤气脱硫装置；循环流化床的排渣口与三废混燃炉相连，三废混燃炉的出料口与烟气脱硫脱硝装置相连；具体的，第一***原料煤与空气按一定比例控制下进入循环流化床，通过流化床的反应产生粗煤气。该粗制煤气通过余热回收装置产生高压蒸汽，用于第二***及第三***加压浸出与蒸发浓缩供热；经降温煤气通过干法除尘装置除尘、脱硫装置脱硫得到工业燃气(工业煤气)，用于第二***及第三***焙烧供能，煤气脱硫产生部分硫磺可作为泵工艺副产物。
所述第二***包括依次相连的体磨机、酸浸反应釜、过滤装置、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉；第一焙烧分解炉产生的气体通入硝酸回收装置中，硝酸回收装置与酸浸反应釜的酸液进料口相连；具体的，第二***煤系固废(铝纯度Al2O3:47wt％)首先通过体磨机中磨细，再混合硝酸与水后，进入酸浸反应釜，(加压酸浸的温度为200℃，时间为2h；酸液浓度为300g/L，酸液与煤系固废的质量比为1:5g/mL，酸液为硝酸)，通过硝酸浸出工艺处理，将煤系固废中的铝金属以铝离子的形式存在于浸出溶液当中，二氧化硅存在于滤渣中，其中二氧化硅可以应用于建材行业、生产白炭黑、农业肥料等。硝酸铝溶液通过蒸发浓缩装置浓缩，经分解炉焙烧反应得到粗制氧化铝(铝纯度Al2O3:89wt％)及氮氧化合物气体，焙烧的温度为700℃，时间为1h。氮氧化合物经硝酸回收装置吸收后生成高浓度硝酸，再生硝酸返回浸出。所得粗制氧化铝进入第三***碱浸。
所述第三***包括依次相连的碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉；具体的，第三***粗制氧化铝通过碱浸反应釜碱浸，碱浸的温度为200℃，时间为1.5h；碱浸时加入的氢氧化钠与粗制氧化铝的质量比为1:4.5g/mL，将氧化铝中铝金属以偏铝酸的形式存在于浸出溶液当中，通过沉降分离器将少量氧化钙、氧化镁、氧化铁及微量二氧化硅存在于滤渣中，其中氧化钙、氧化镁、氧化铁可以应用于农业肥料、建筑材料等。铝酸钠溶液经叶滤器、过滤，种分装置加入晶种种分可得到氢氧化铝及母液，种分用溶液为碱浸料浆沉降分离粗液叶滤后的***：苛性碱(Nk)质量浓度为190g/L，氧化铝质量(Al2O3)浓度为200g/L，ak＝1.80，种分反应晶种添加量为15％，分解温度70℃，分解总固含为700g/L，分解时间为50h，种分结束后取一部分晶体作为下一轮种分的晶种。氢氧化铝经洗涤、分解炉焙烧处理得到工业氧化铝产品(Al2O3:99.5wt％)，焙烧的温度为900℃，时间为3h。母液经蒸发浓缩装置后返回碱浸釜重复利用，酸碱回收利用率99％。
对比例1
现有的煤系固废酸碱工艺，采用的是硫酸或盐酸与氢氧化钠结合工艺，该工艺由于硫酸盐分解温度高，难以热分解循环再生，酸碱循环利用，而盐酸法与碱结合工艺，由于氯离子的腐蚀性强，产品中带有氯离子难以工业化应用，而硝酸与碱结合工艺，由于硝酸盐分解温度低，同时分解后产品中硝酸残留低，对电解铝工艺无影响，所以与传统工艺比具有无比优势。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***，其特征在于，包括第一***、第二***、第三***；
第一***为煤制气供能***，所述煤制气供能***指将煤制气中产生的煤气、蒸汽、热/电中的至少一种为第二***和/或第三***供能；
第二***为煤系固废加压酸浸粗制氧化铝***，煤系固废为煤矸石和/或粉煤灰；
第三***为碱法精制工业级氧化铝***；
优选地，所述煤制气采用的原料为粉煤、劣质煤、煤矸石中的至少一种；
碱法精制工业级氧化铝为采用拜耳法碱法精制工业级氧化铝***制备工业级氧化铝。
2.根据权利要求1所述的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***，其特征在于，
所述第二***包括依次相连的体磨机、酸浸反应釜、过滤装置、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉；第一焙烧分解炉产生的气体通入硝酸回收装置中，硝酸回收装置与酸浸反应釜的酸液进料口相连；
优选地，所述第一***为酸浸反应釜、第一蒸发浓缩装置、第一焙烧分解炉中的至少一个装置供能。
3.根据权利要求1所述的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***，其特征在于，
所述第三***包括依次相连的碱浸反应釜、稀释槽、沉降分离器、叶滤器、种分装置、第二焙烧分解炉；
优选地，所述第一***为碱浸反应釜、第二蒸发浓缩装置、第二焙烧分解炉中的至少一个装置供能。
4.根据权利要求1所述的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***，其特征在于，
所述第一***包括依次相连的循环流化床、余热回收装置、干法除尘装置、煤气脱硫装置；循环流化床的排渣口与三废混燃炉相连，三废混燃炉的出料口与烟气脱硫脱硝装置相连；
所述余热回收装置的热量为第二***的酸浸反应釜、第一蒸发浓缩装置、第三***的第二蒸发浓缩装置中的至少一个装置供能；
所述煤气脱硫装置的出料口产生的煤气为第三***的第二焙烧分解炉和/或第二***的第一焙烧分解炉供能。
5.一种采用权利要求1-4所述的煤系固废硝酸浸出酸碱循环制取氧化铝的环保低耗***的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)所述煤系固废为原料在第二***中采用硝酸加压酸浸，得到浸出液和浸出尾渣；将浸出液蒸发浓缩、焙烧，得到粗制氧化铝和氮氧化合物气体，优选地，氮氧化物气体循环再生为硝酸循环利用于加压酸浸步骤中，浸出尾渣为二氧化硅渣，作为硅肥及土壤改良剂资源化利用；
(2)以第二***的粗制氧化铝为原料在第三***中进行碱浸、种分，再洗涤、焙烧氢氧化铝得到工业级氧化铝；
(3)第一***为煤制气供能***，所述煤制气供能***指将煤制气中产生的煤气、蒸汽、热/电中的至少一种为第二***和/或第三***供能。
6.根据权利要求5所述的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中，加压酸浸的温度为140-240℃，时间为0.5-4h；酸液浓度为200-800g/L，酸液与煤系固废的质量比为1:0.5-1:5g/mL；
焙烧的温度为300-800℃，时间为0.5-3h。
7.根据权利要求5所述的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中，粗制氧化铝的纯度为80-92％。
8.根据权利要求5所述的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，
步骤(2)中，碱浸的温度为80-200℃，时间为0.5-3h；碱浸时加入的氢氧化钠与粗制氧化铝的质量比为1:2-1:5g/mL；
步骤(2)中，种分用溶液为碱浸料浆沉降分离粗液叶滤后的***：碱浸料浆中苛性碱的质量浓度为200-500g/L，粗制氧化铝的质量浓度为130-200g/L，苛性比ak＝l.40-1.90，种分反应晶种添加量为5-20wt％，分解温度70-50℃，分解总固含为550-700g/L，分解时间为30-50h，种分结束后取一部分晶体作为下一轮种分的晶种。
9.根据权利要求5所述的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，
步骤(2)中，焙烧的温度为600-1200℃，时间为0.5-3h。
10.根据权利要求5所述的工业级氧化铝的制备方法，其特征在于，
工业级氧化铝的纯度为98.6％。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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