硫酸法从煤矸石中提取Al2O3的实验研究
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2020-05-15
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收
稿日期
： 2011 － 06 － 18
基金项目
：
陕西省自然科学基础研究计划资助项目
（ 2011JQ2015）
作者简介
：
张 蕾
（ 1981 － ）
，
女
，
吉
林松原人
，
博士
，
讲师
，
主要从事洁净煤技术方面的教学与科研工作
。
硫酸法从煤矸石中提取
Al
2
O
3
的
实验研究
张 蕾
1
，
李 瑜
2
（ 1.
西安科技大学地质与环境学院
，
西
安
710054；
2.
中国矿业大学
（
北京
）
化学与环境工程学院
，
北京
100083）
摘 要
：
实验以王台铺的煤矸石为原料
，
采用单因素实验和正交实验的方法
，
研
究了硫酸作
为酸浸介质浸取煤矸石中
Al
2
O
3
的
浸取率
。
通过对浸取时间
、
助溶剂
/
样品质量比
、
硫酸浓度
、
液固比四个影响因素作平行实验
，
得到各因素对铝元素浸取率的影响规律
。
通过正交实验
，
确定
的最佳工艺条件为
：
浸取时间为
120min、
助溶剂
/
样品质量比为
0. 20、
硫酸浓度为
3mol / L、
液
固比为
15： 1，Al
2
O
3
浸
取率为
79. 60% 。
关键词
：
煤矸石
；
氧化铝
；
浸取率
；
酸浸法
中图分类号
： TD926. 5
文献标识码
： A
文章编号
： 1671 － 0959（2011）09-0109-04
Experiment Study on A1
2
O
3
Extracted from Coal
Rejects with Sulfuric Acid Method
ZHANG Lei
1
，LI Yu
2
（ 1. School of Geology and Environment，Xi＇an University of Science and Technology，Xi＇an 710054，China；
2. School of Chemical and Environment Engineering，China University of Mining and Technology （ Beijing）
，Beijing 100083，China）
Abstract： Taking the coal rejects from Wangtaipu Mine as the raw material of the experiment，a single factor experiment
method and an orthogonal experimental method was applied to study on the extraction rate of Al
2
O
3
from coal rejects with
the sulfuric acid as extraction medium． With the parallel experiments on the four influence factors of extraction time，the
ratio between the solvent and the sample quality，the concentration of sulfuric acid and the ratio between the liquid and
solid，the influence law of each factor to the extraction rate of the aluminum element was obtained． With the orthogonal
experiment，the optimized technique conditions were determined． The extraction time was 120min，the ratio between the
solvent and the sample quality was 0. 20，the concentration of sulfuric acid was 3mol /L，the ratio between the liquid and
solid was 15∶ 1 and the extraction rate of Al
2
O
3
was 79. 60% ．
Keywords： coal rejects； oxidized aluminium； extraction rate； sulphuric acid
Al
2
O
3
是冶金炼铝的重要基
本原料
。
纳米级
Al
2
O
3
具
备
普通
Al
2
O
3
所不具备的许
多特性
，
主要应用于
YGA
激光器
的主配件和集成电路基板
；
对陶瓷
、
橡胶增韧
、
补强的性
能比常规
Al
2
O
3
微
粉优异
；
还可用于制造人造宝石
、
分析
试剂
、
催化剂和催化载体
［3］
。
以高铝矸石为原料制取多用
途
氢氧化铝和氧化铝
，
不仅可以扩展煤矸石的综合利用途
径
，
也可为铝业生产开拓一条取之不尽
、
用之不竭的矿物
资源
。
1
实
验部分
1. 1
实验方法
实
验将煤矸石破碎后球磨至
200
目以下
，
称取适量样
品与一定比例的助溶剂混合加入适量的硫酸在恒温下浸取
经过真空抽滤
、
稀释定容得到样品液
。
分析样品液求得浸
取率
。
实验设计了平行实验
，
考察了浸取时间
、
助溶剂
/
样
品比
、
硫酸浓度
、
液固比等单因素对煤矸石中
Al
2
O
3
浸
取
率的影响
，
并设计正交实验最终确定优化浸取条件
。
1. 2
实
验原理
本实验采用的是酸浸法
，
该方法包括四个过程
。
1）
酸
溶解过程
。
为了提高
Al
2
O
3
的
浸取率
，
本实验采
用的助溶剂为氟化钠
。
酸溶解过程中反应有
：
Al
2
O
3
·SiO
2
+ 6NaF + 6H
2
SO
4
→
3Na
2
SO
4
+ Al
2
（ SO
4
）
3
+ H
2
SiF
6
+ 5H
2
O
2）
除
杂纯化过程
。
在此过程中主要是除铁
，
加入过量
901
2011
年
第
9
期 煤 炭 工 程 研究探讨
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net
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