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硫酸酸浸法是粉煤灰酸法提铝工艺中最常用的方法之一。传统的硫酸法工艺中酸浸液中的铝离子是以硫酸铝晶体的形式析出,通过进一步反应转换成其他工艺产品,工艺过程中铝离子的回收率较低。由于相同温度下硫酸铝铵水合盐的溶解度远远低于硫酸铝的溶解度,如果让酸浸液中的铝离子以硫酸铝铵水合晶体的形式析出就可以大幅度提高铝的回收率。因此本文开展了这方面的尝试。但是因为析出的十二水合硫酸铝铵晶体中含有大量钙铁杂质,这些杂质严重影响了后续产品结晶氯化铝和氢氧化铝的纯度,构成了硫酸铝铵法提铝过程中的技术瓶颈问题之一。针对上述问题,本文开展了十二水合硫酸铝铵的除杂和提纯研究,主要考察了蒸发结晶过程中溶液状态以及物料成分比对结晶产物纯度的影响,优化了十二水合硫酸铝铵除杂提纯的工艺条件,并利用提纯后的十二水合硫酸铝铵制备工业级结晶氯化铝和氢氧化铝。主要研究内容和结论如下:(1)利用蒸发结晶的方式对十二水合硫酸铝铵进行除杂提纯,探究了溶液状态及物料成分比对蒸发结晶过程中十二水合硫酸铝铵杂质去除的影响,优化十二水合硫酸铝铵除杂提纯的工艺路线。结果发现在介稳状态下蒸发结晶溶液中铝离子的结晶率较高但析出的十二水合硫酸铝铵晶体中混有少量的硫酸钙杂质,而在稳定状态下蒸发结晶溶液中铝离子的结晶率大幅度降低但钙离子几乎全部析出。优化后的工艺路线表明先将溶液在搅拌状态下采用蒸发结晶的方式去除去溶液中的钙杂质,再将剩余溶液在静置状态下蒸发结晶得到的十二水合硫酸铝铵纯度可达99.1%。(2)探究了粗制十二水合硫酸铝铵与盐酸反应制备结晶氯化铝过程中溶液状态、盐酸浓度以及物料成分比对溶液中离子浓度的影响。实验发现介稳状态下,反应结晶过程中钙铁杂质杂质含量越低,结晶氯化铝开始析出时对应的酸度越低,硫酸铝铵含量在98%时,结晶氯化铝析出的临界点最低,此时对应的盐酸浓度为6.0mol/L;而在稳定状态下,反应结晶过程中钙铁杂质含量不会影响结晶氯化铝析出的临界点,盐酸浓度达到8.0 mol/L时,结晶氯化铝开始析出。利用提纯过后的十二水合硫酸铝铵制备结晶氯化铝,产品氯化铝的纯度大于93%,产率在58%左右。(3)探究了反应温度以及氨水浓度对十二水合硫酸铝铵与氨水溶液反应制备氢氧化铝产物产率及纯度的影响。在十二水合硫酸铝铵溶液浓度为20%,蠕动泵通入速率为1 mL/min,通入时间为2 h的条件下得到反应制备氢氧化铝的最佳条件:反应温度70°C,氨水浓度5%。在该条件下,得到晶型为β-Al(OH)3,形貌特征良好的氢氧化铝,产品最高产率为91.8%,纯度高达99%。本研究能够为硫酸浸取-结晶法工艺中铝回收率以及产品纯度的提高提供参考数据,同时也可以为其他有价元素的提纯及工艺产品的制备提供优化的思路。