随着我国社会经济与工业的发展,人们对有色金属的需求量越来越大。氧化铝作为重要的有色金属,其主要来源于铝土矿的冶炼。而伴随着优质铝土矿的日益减少以及人们对氧化铝需求量的增加,开发新的氧化铝矿产资源对氧化铝工业的发展具有重大的现实意义。粉煤灰作为燃煤电厂的固体废弃产物,由于含有大量的氧化铝,二氧化硅等有用元素,已经作为一种潜在的氧化铝矿产资源,受到人们越来越多的关注。神华集团准格尔能源有限责任公司提供的粉煤灰含铝量高且具有较好的硅铝活性,可以直接溶灰提取氧化铝。该灰中除主要成分SiO2和 Al2O3外还含有一定量的K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2、Fe2O3及FeO等杂质,这些杂质成分的存在在一定程度上都会影响后期提铝、提硅的工艺设计及铝的提取率等,同时杂质的存在还会影响产物氧化铝和氧化硅的纯度,为氧化铝的提纯工作带来难度。为此,在粉煤灰提取氧化铝过程中对除杂工艺的研究应用具有重要的实际意义。本论文关于除铁工艺的研究是吉林大学与神华集团准格尔能源有限公司合作项目的一个重要部分,结合了项目中的氧化铝生产工艺技术路线,提出采用共沉的除铁工艺替代原有的碱溶除铁工序,达到缩短原有的粉煤灰提取氧化铝工艺,降低生产成本,提高产品质量的目标,最终获得一套低成本,高产出的易于实现工业化生产的粉煤灰提取氧化铝工艺,获得环境与经济方面的共赢。实验研究过程中采用准格尔矸石电厂提供的粉煤灰细灰为主要原料,采用化学分析、X射线衍射等分析手段,主要对磷酸除铁工艺以及硫酸、硫酸盐体系中的高锰酸钾沉淀除铁工艺进行了较为系统的除铁实验研究。经过对磷酸除铁工艺的研究探索,可以得出如下结论:磷酸无法使硫酸铝溶液中的铁单独沉淀,因此,磷酸除铁工艺并不适合对溶解粉煤灰提取高纯氧化铝的体系进行除铁。经过对硫酸、硫酸盐体系中的高锰酸钾沉淀除铁工艺的研究探索,得出以下几点结论:(1)本论文利用高锰酸钾沉淀除铁工艺对硫酸盐溶解粉煤灰的溶出液进行了除铁研究,发现当pH值在3左右,水浴温度在70℃时,反应的铝损最低,平均在8.5%左右,在实验允许的范围之内。以本论文实验为例,在100ml的溶出液中加入0.15g高锰酸钾为最优值,抽滤定容后的溶液中铁铝的质量比可达到0.013%,符合冶金级氧化铝一级品的要求;(2)通过用高锰酸钾对酸浸液除铁效果的探索,得到实验最优条件:酸浸液pH=3,水浴加热85℃,反应溶液以50ml为例,加入0.2g高锰酸钾时既能保证除铁效果又能节约原料,抽滤定容后铁的去除率高达99.3%,溶液中的铁铝质量比可达到0.026%。为了达到冶金级氧化铝一级品的要求,可以在同等条件下进行二次除铁,此时溶液的铝损略有增加,但铁的去除率可达到99.8%,铁铝质量比则低于0.01%;(3)本论文的实验结果有力地证实了高锰酸钾沉淀除铁工艺在粉煤灰提取氧化铝工艺中的应用是完全可行的,为粉煤灰提取氧化铝工业化生产提供了良好的技术支持。