由廢鋁基催化劑制備高純超細(xì)氧化鋁的理論及技術(shù)研究.pdf

1、廢鋁基催化劑是一種以氧化鋁為載體，富含釩、鉬、鎳、鈷等有價(jià)金屬的失效催化劑。對(duì)廢鋁基催化劑進(jìn)行綜合利用，不僅可避免有價(jià)金屬的大量流失，又減輕了對(duì)環(huán)境的污染，具有重大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。本文以一種廢鋁基催化劑為研究對(duì)象，在熱力學(xué)分析基礎(chǔ)上，開展了廢催化劑中鋁和其他金屬的提取與分離、以及高品質(zhì)特種氧化鋁的制備研究，提出了由廢鋁基催化劑制備高純超細(xì)氧化鋁的綜合利用新技術(shù)。論文的主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.廢鋁基催化劑中鋁與鎳、鈷的分

2、離 熱力學(xué)計(jì)算及分析結(jié)果表明，鋁、釩、鉬在溫度大于962.2K后均能與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，生成的鈉鹽可以離子形態(tài)轉(zhuǎn)入堿性介質(zhì)；鎳、鈷則不與碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，以氧化物或氫氧化物的固體形態(tài)存在于堿性介質(zhì)中。這為廢鋁基催化劑鈉化焙燒-浸出實(shí)現(xiàn)鋁、釩、鉬與鎳、鈷的分離提供了理論基礎(chǔ)。 在碳酸鈉與(Al2O3+V2O5+MoO3)的摩爾比為1.1，焙燒溫度1000℃，焙燒時(shí)間30 min，浸出溫度80℃，浸出時(shí)間30 min，液固比4：

3、1，攪拌速度40.rpm的焙燒一浸出條件下，廢鋁基催化劑中鋁、釩、鉬的浸出率均在96％以上，鎳、鈷則完全富集在浸出渣中。 2.堿性介質(zhì)中鋁與釩、鉬的分離 VO43-、MoO42-、Al(OH)4-與鈣、鋇反應(yīng)體系的熱力學(xué)分析結(jié)果表明，在鋁、釩、鉬共存的堿性介質(zhì)中，鈣將優(yōu)先與VO43-發(fā)生反應(yīng)，使釩與鋁、鉬分離；鋇隨后與MoO42-反應(yīng)，使鉬和鋁分離。在此基礎(chǔ)上，提出了分步沉淀法從堿性介質(zhì)中分離鋁與釩、鉬的新方案：即在鋁

4、酸鈉溶液中分步加入CaO和BaAl2O4，釩、鉬的沉淀率可分別達(dá)到97％和99％，鋁與釩、鉬的分離效果好，并使鋁酸鈉溶液得到深度凈化。 3.高純超細(xì)氧化鋁的制備 碳酸氫鈉中和鋁酸鈉溶液可制備出多晶型的微米級(jí)氫氧化鋁粉體，鋁酸鈉溶液碳分法則可制備出單一晶型的納米級(jí)氫氧化鋁粉體。鋁酸鈉溶液碳分過(guò)程中，反應(yīng)溫度是影響氫氧化鋁粉體粒度的主要因素，降低反應(yīng)溫度可顯著減小粉體粒度；反應(yīng)終點(diǎn)pH對(duì)粉體粒度的影響次之；CO2流量和分散劑

5、PEG-1000用量的影響則不顯著。 氧化鋁或氫氧化鋁添加試劑焙燒一水洗后，都可使大部分的Na2O得以脫除。氫氧化鋁粉體添加NH4F的脫鈉效果最好，在適宜條件下，可得到純度99.99％、平均粒徑155nm的α相氧化鋁粉體。 4.廢渣中釩和鎳、鈷的利用 通過(guò)碳酸氫鈉浸出、浸出液兩段凈化和銨鹽沉釩處理，沉釩渣中92.5％的釩以五氧化二釩形式得到回收，制取的產(chǎn)品純度達(dá)98.25％。 鎳鈷渣硫酸浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

6、在適宜條件下，鎳和鈷的浸出率分別達(dá)到97.8％和98.6％。對(duì)浸出液做進(jìn)一步處理，可有望得到硫酸鎳和草酸鈷產(chǎn)品。 5.由廢鋁基催化劑制備高純超細(xì)氧化鋁的綜合利用技術(shù) 在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，提出了以制備高純超細(xì)氧化鋁為主要目的的廢鋁基催化劑綜合利用工藝流程。該流程可實(shí)現(xiàn)廢鋁基催化劑的綜合利用，得到氧化鋁、鉬酸鋇、五氧化二釩和硫酸鎳鈷混合溶液四種產(chǎn)品，鋁、釩、鉬、鎳、鈷的回收率可分別達(dá)到83，73％、86.64％、91