一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法
阅读说明：本技术 一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法 (Method for preparing high-purity alumina from coal gangue ) 是由 公彦兵 张永锋 张宇娟 于 2021-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于工业固体废弃物高值化利用技术领域,公开了一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法,本发明对煤矸石进行研磨、焙烧、酸浸、过滤、铵明矾结晶、氯化铝结晶、氯化铝纯化、煅烧等步骤,得到高纯氧化铝。本发明的制备方法能够将煤矸石制成具有高附加值的高纯氧化铝,高纯氧化铝纯度为99.95-99.999％,满足高纯氧化铝的要求。本发明工艺过程中所产生的结晶母液可以实现循环利用,降低了生产成本。本发明的制备方法具有条件温和、操作简单、能耗低、安全性好以及产品附加值高等优点。(The invention belongs to the technical field of high-value utilization of industrial solid wastes, and discloses a method for preparing high-purity alumina from coal gangue. The preparation method can prepare the coal gangue into high-purity alumina with high added value, the purity of the high-purity alumina is 99.95-99.999%, and the requirement of the high-purity alumina is met. The crystallization mother liquor generated in the process can be recycled, and the production cost is reduced. The preparation method has the advantages of mild conditions, simple operation, low energy consumption, good safety, high added value of products and the like.)
技术领域
本发明涉及工业固体废弃物高值化利用技术领域，尤其涉及一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法。
背景技术
煤矸石是采煤、洗煤过程中产生的固体废物，中国每生产1亿吨煤排放1400万吨左右煤矸石，每洗选1亿吨煤排放1500-2000万吨煤矸石。煤矸石大量堆积不仅占用土地，污染大气，当温度达到可燃物的燃烧点时，煤矸石堆中的残煤还有自燃风险。探寻煤矸石高价值利用的方法，不仅解决了污染问题，还避免了铝资源的浪费。
高铝煤矸石Al2O3含量通常在40％以上，是很好的铝土矿替代资源，主要分布在山西、内蒙古、河南等地区。现有煤矸石的综合利用主要是发电、煤矸石建材、复垦回填等低值化利用方式，附加值不高，经济效益低，企业实际应用积极性不高。
高纯氧化铝具有纯度高、粒度分布均匀、化学性能稳定等特点，是生产耐热、耐磨、耐腐产品的基本原料。可用于制作发光材料、透明陶瓷、单晶、磨料、吸附剂等。附加值高，具有很好的应用前景。
目前，现有技术公开了多种高铝煤矸石的综合利用途径，例如现有技术CN103979978A以高铝煤矸石和工业氧化铝为原料，制备莫来石质轻质耐火材料，在利用了高铝煤矸石的基础上，还使用价格昂贵的工业氧化铝，使生产成本提高，而且耐火材料附加值较低，整体技术经济性不高。又如现有技术CN108975367A提供一种高效利用高铝煤矸石的方法，经过一系列工艺将煤矸石制备成氢氧化铝或氧化铝、聚合硫酸铝铁产品，其均为常规普通产品，附加值不高，经济性较差。
在此基础上，也有技术公开使用煤矸石制备高纯氧化铝，例如，现有技术CN101759209A以煤矸石和碳酸钠为原料，采用改良拜耳法制得高纯氧化铝，经过多次脱硅、除铁、洗涤等工序，工艺复杂，且并未公开高纯氧化铝的纯度是否达到标准。
综上所述，目前对高铝煤矸石的利用经济性较差、附加值不高，因此，寻求一种具有高附加值且经济性较好的利用高铝煤矸石制备高纯氧化铝的方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法，解决目前现有技术对高铝煤矸石的利用经济性较差、附加值不高，利用煤矸石制备的高纯氧化铝纯度较低的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将步骤(1)所述颗粒状煤矸石焙烧，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：将步骤(2)所述煤矸石熟料与硫酸混合进行浸出反应，得到溶出料浆；
(4)过滤：将步骤(3)所述溶出料浆稀释，过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：在步骤(4)所述硫酸铝溶液中加入硫酸铵，冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体和铵明矾结晶母液；
(6)氯化铝结晶：将步骤(5)所述铵明矾晶体用盐酸溶解，然后通入氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到氯化铝晶体和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：将步骤(6)所述氯化铝晶体用盐酸溶解，然后通入氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到纯化氯化铝晶体和纯化氯化铝结晶母液；
(8)煅烧：将步骤(7)所述纯化氯化铝晶体进行煅烧，得到高纯氧化铝。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(1)颗粒状煤矸石粒度不大于0.25mm，进一步优选为0.10-0.25mm。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(2)焙烧温度为500-800℃，进一步优选为650-800℃，焙烧时间为40-240min，进一步优选为60-120min。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(3)煤矸石熟料质量和硫酸体积比为1g：1-5mL，进一步优选为1g：1-4mL，硫酸质量分数为30％-55％，进一步优选为40％-50％，浸出反应温度为100-200℃，进一步优选为100-160℃，浸出反应时间为60-240min，进一步优选为60-180min。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(4)使用蒸馏水将溶出料浆稀释，所述蒸馏水质量为煤矸石熟料质量的2-6倍，进一步优选为3-5倍；所述过滤温度为90-100℃，进一步优选为90-95℃。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(5)硫酸铵按照煤矸石熟料与硫酸铵质量比2：1-5添加，进一步优选为2：1-4；所述冷却结晶温度为20-50℃，进一步优选为20-40℃；所述铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，所述蒸发母液除杂后返回步骤(3)酸浸煤矸石熟料，所述硫酸铵返回步骤(5)。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(6)溶解温度为60-80℃；所述铵明矾晶体质量与盐酸体积比为1g：0.5-1.5mL，所述盐酸质量分数为30％-35％；所述晶体开始析出温度为60-100℃，进一步优选为70-80℃，终止析出温度为30-50℃，进一步优选为30-40℃，析出时间为30-240min，进一步优选为60-180min；所述氯化氢气体为盐酸蒸发所得。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(7)氯化铝晶体溶解采用步骤(6)所述氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸溶解，所述氯化氢气体为步骤(6)所述氯化铝结晶母液蒸发所得，步骤(6)所述氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(7)氯化铝纯化循环2-6次，进一步优选为3-4次；所述循环过程中，纯化氯化铝晶体溶解采用前次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸溶解，所述氯化氢气体为前次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得；所述循环过程结束后，得到的末次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾。
优选的，在上述一种煤矸石制备高纯氧化铝的方法中，所述步骤(8)煅烧温度为300-600℃，进一步优选为400-600℃，时间为30-180min，进一步优选为60-120min；将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)所述晶体析出。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明制备方法能够将煤矸石制成具有高附加值的高纯氧化铝，高纯氧化铝纯度为99.95-99.999％，满足高纯氧化铝的要求。本发明工艺过程中所产生的结晶母液可以实现循环利用，降低了生产成本。本发明的制备方法具有条件温和、操作简单、能耗低、安全性好以及产品附加值高等优点。
附图说明
图1为本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到粒度为0.15-0.25mm的颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将颗粒状煤矸石于750℃焙烧120min，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：取140g煤矸石熟料，与220mL蒸馏水和150mL浓硫酸混合，在110℃温度下浸出180min，得到溶出料浆；
(4)过滤：加入560mL蒸馏水稀释溶出料浆，并加入5mL质量分数为2‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，在90℃温度下过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：在90℃温度下向硫酸铝溶液中加入122.3g硫酸铵，在30℃冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体664.2g和铵明矾结晶母液；其中，铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，蒸发母液中添加碳酸氢铵除杂后返回步骤(3)作为酸浸溶液对煤矸石熟料进行酸浸；
(6)氯化铝结晶：用470mL质量分数为35％盐酸在70℃温度下溶解铵明矾，在90℃温度下向铵明矾溶解液中通入蒸发盐酸所得氯化氢气体进行晶体析出，晶体析出时间为120min，终止析出温度为30℃，过滤分离，得到氯化铝晶体238.8g和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：采用酸溶氯化铝-氯化氢气体结晶的方式纯化循环3次：
①用步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在45℃温度下溶解氯化铝晶体，在70℃温度下向氯化铝溶解液中通入步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到一次纯化氯化铝晶体212.1g和一次纯化氯化铝结晶母液；步骤(6)氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料；
②用一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解一次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向一次纯化氯化铝溶解液中通入一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到二次纯化氯化铝晶体196.4g和二次纯化氯化铝结晶母液；
③用二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在42℃温度下溶解二次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向二次纯化氯化铝溶解液中通入二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到三次纯化氯化铝晶体172.7g和三次纯化氯化铝结晶母液；所述三次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾；
(8)煅烧：将三次纯化氯化铝晶体在400℃煅烧60min，将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)晶体析出用氯化氢气体；煅烧完成得到53g高纯氧化铝，纯度为99.98％。
实施例2
本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到粒度为0.10-0.20mm的颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将颗粒状煤矸石于800℃焙烧180min，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：取150g煤矸石熟料，与240mL蒸馏水和200mL浓硫酸混合，在140℃温度下浸出120min，得到溶出料浆；
(4)过滤：加入600mL蒸馏水稀释溶出料浆，并加入5mL质量分数为2‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，在92℃温度下过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：向硫酸铝溶液中加入164.8g硫酸铵，在25℃冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体898.2g和铵明矾结晶母液；其中，铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，蒸发母液中添加碳酸氢铵除杂后返回步骤(3)作为酸浸溶液对煤矸石熟料进行酸浸；
(6)氯化铝结晶：用590mL质量分数为32％盐酸在74℃温度下溶解铵明矾，在95℃温度下向铵明矾溶解液中通入氯化氢气体进行晶体析出，晶体析出时间为100min，终止析出温度为32℃，过滤分离，得到氯化铝晶体280.4g和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：采用酸溶氯化铝-氯化氢气体结晶的方式纯化循环4次：
①用步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在40℃温度下溶解氯化铝晶体，在70℃温度下向氯化铝溶解液中通入步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到一次纯化氯化铝晶体259.1g和一次纯化氯化铝结晶母液；步骤(6)氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料；
②用一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在42℃温度下溶解一次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向一次纯化氯化铝溶解液中通入一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到二次纯化氯化铝晶体232.6g和二次纯化氯化铝结晶母液；
③用二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在44℃温度下溶解二次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向二次纯化氯化铝溶解液中通入二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到三次纯化氯化铝晶体214.2g和三次纯化氯化铝结晶母液；
④用三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解三次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向三次纯化氯化铝溶解液中通入三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到四次纯化氯化铝晶体198.9g和四次纯化氯化铝结晶母液；所述四次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾；
(8)煅烧：将四次纯化氯化铝晶体在500℃煅烧120min，将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)晶体析出用氯化氢气体；煅烧完成得到61g高纯氧化铝，纯度为99.99％。
实施例3
本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到粒度为0.20-0.25mm的颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将颗粒状煤矸石于650℃焙烧150min，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：取130g煤矸石熟料，与200mL蒸馏水和260mL浓硫酸混合，在150℃温度下浸出180min，得到溶出料浆；
(4)过滤：加入700mL蒸馏水稀释溶出料浆，并加入5mL质量分数为2‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，在95℃温度下过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：向硫酸铝溶液中加入150g硫酸铵，在35℃冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体828.3g和铵明矾结晶母液；其中，铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，蒸发母液中添加碳酸氢铵除杂后返回步骤(3)作为酸浸溶液对煤矸石熟料进行酸浸；
(6)氯化铝结晶：用800mL质量分数为30％盐酸在78℃温度下溶解铵明矾，在90℃温度下向铵明矾溶解液中通入氯化氢气体进行晶体析出，晶体析出时间为150min，终止析出温度为35℃，过滤分离，得到氯化铝晶体235.6g和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：采用酸溶氯化铝-氯化氢气体结晶的方式纯化循环5次：
①用步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解氯化铝晶体，在73℃温度下向氯化铝溶解液中通入步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到一次纯化氯化铝晶体204.4g和一次纯化氯化铝结晶母液；步骤(6)氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料；
②用一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在47℃温度下溶解一次纯化氯化铝晶体，在73℃温度下向一次纯化氯化铝溶解液中通入一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到二次纯化氯化铝晶体189.1g和二次纯化氯化铝结晶母液；
③用二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在46℃温度下溶解二次纯化氯化铝晶体，在73℃温度下向二次纯化氯化铝溶解液中通入二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到三次纯化氯化铝晶体168.7g和三次纯化氯化铝结晶母液；
④用三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解三次纯化氯化铝晶体，在73℃温度下向三次纯化氯化铝溶解液中通入三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到四次纯化氯化铝晶体153.4g和四次纯化氯化铝结晶母液；
⑤用四次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解四次纯化氯化铝晶体，在73℃温度下向四次纯化氯化铝溶解液中通入四次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到五次纯化氯化铝晶体144.2g和五次纯化氯化铝结晶母液；所述五次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾；
(8)煅烧：将五次纯化氯化铝晶体在550℃煅烧150min，将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)晶体析出用氯化氢气体；煅烧完成得到57g高纯氧化铝，纯度为99.995％。
实施例4
本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到粒度为0.10-0.20mm的颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将颗粒状煤矸石于700℃焙烧200min，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：取160g煤矸石熟料，与180mL蒸馏水和210mL浓硫酸混合，在180℃温度下浸出200min，得到溶出料浆；
(4)过滤：加入500mL蒸馏水稀释溶出料浆，并加入5mL质量分数为2‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，在98℃温度下过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：向硫酸铝溶液中加入210g硫酸铵，在40℃冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体868.4g和铵明矾结晶母液；其中，铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，蒸发母液中添加碳酸氢铵除杂后返回步骤(3)作为酸浸溶液对煤矸石熟料进行酸浸；
(6)氯化铝结晶：用780mL质量分数为35％盐酸在75℃温度下溶解铵明矾，在85℃温度下向铵明矾溶解液中通入氯化氢气体进行晶体析出，晶体析出时间为90min，终止析出温度为38℃，过滤分离，得到氯化铝晶体248.8g和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：采用酸溶氯化铝-氯化氢气体结晶的方式纯化循环6次：
①用步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在44℃温度下溶解氯化铝晶体，在75℃温度下向氯化铝溶解液中通入步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到一次纯化氯化铝晶体217.5g和一次纯化氯化铝结晶母液；步骤(6)氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料；
②用一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在42℃温度下溶解一次纯化氯化铝晶体，在75℃温度下向一次纯化氯化铝溶解液中通入一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到二次纯化氯化铝晶体186.3g和二次纯化氯化铝结晶母液；
③用二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在44℃温度下溶解二次纯化氯化铝晶体，在75℃温度下向二次纯化氯化铝溶解液中通入二次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到三次纯化氯化铝晶体169.7g和三次纯化氯化铝结晶母液；
④用三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在43℃温度下溶解三次纯化氯化铝晶体，在75℃温度下向三次纯化氯化铝溶解液中通入三次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到四次纯化氯化铝晶体147.2g和四次纯化氯化铝结晶母液；
⑤用四次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在41℃温度下溶解四次纯化氯化铝晶体，在75℃温度下向四次纯化氯化铝溶解液中通入四次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到五次纯化氯化铝晶体138.8g和五次纯化氯化铝结晶母液；
⑥用五次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在45℃温度下溶解五次纯化氯化铝晶体，在75℃温度下向五次纯化氯化铝溶解液中通入五次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到六次纯化氯化铝晶体136.1g和六次纯化氯化铝结晶母液；所述六次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾；
(8)煅烧：将六次纯化氯化铝晶体在600℃煅烧180min，将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)晶体析出用氯化氢气体；煅烧完成得到49g高纯氧化铝，纯度为99.999％。
实施例5
本发明利用煤矸石制备高纯氧化铝的方法，包括以下步骤：
(1)研磨：将煤矸石研磨，得到粒度为0.10-0.15mm的颗粒状煤矸石；
(2)焙烧：将颗粒状煤矸石于650℃焙烧150min，得到煤矸石熟料；
(3)酸浸：取150g煤矸石熟料，与200mL蒸馏水和160mL浓硫酸混合，在130℃温度下浸出240min，得到溶出料浆；
(4)过滤：加入450mL蒸馏水稀释溶出料浆，并加入5mL质量分数为2‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，在95℃温度下过滤分离，得到硫酸铝溶液和酸浸渣；
(5)铵明矾结晶：向硫酸铝溶液中加入119.4g硫酸铵，在27℃冷却结晶，过滤分离，得到铵明矾晶体748.5g和铵明矾结晶母液；其中，铵明矾结晶母液中添加碳酸铵混合蒸发，得蒸发母液和硫酸铵，蒸发母液中添加碳酸氢铵除杂后返回步骤(3)作为酸浸溶液对煤矸石熟料进行酸浸；
(6)氯化铝结晶：用420mL质量分数为38％盐酸在76℃温度下溶解铵明矾，在100℃温度下向铵明矾溶解液中通入氯化氢气体进行晶体析出，晶体析出时间为180min，终止析出温度为45℃，过滤分离，得到氯化铝晶体204.7g和氯化铝结晶母液；
(7)氯化铝纯化：采用酸溶氯化铝-氯化氢气体结晶的方式纯化循环2次：
①用步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在42℃温度下溶解氯化铝晶体，在70℃温度下向氯化铝溶解液中通入步骤(6)氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到一次纯化氯化铝晶体175.3g和一次纯化氯化铝结晶母液；步骤(6)氯化铝结晶母液继续蒸发后得到含杂质的氯化铝和蒸发母液，其中，氯化铝作为副产品，蒸发母液返回步骤(3)酸浸配料；
②用一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得氯化氢气体溶于水产生的盐酸在42℃温度下溶解一次纯化氯化铝晶体，在70℃温度下向一次纯化氯化铝溶解液中通入一次纯化氯化铝结晶母液蒸发所得的氯化氢气体进行晶体析出，过滤分离，得到二次纯化氯化铝晶体139.6g和二次纯化氯化铝结晶母液；所述二次纯化氯化铝结晶母液返回步骤(6)溶解铵明矾；
(8)煅烧：将二次纯化氯化铝晶体在600℃煅烧90min，将煅烧所得氯化氢气体回收，用于步骤(6)晶体析出用氯化氢气体；煅烧完成得到58g高纯氧化铝，纯度为99.95％。
以上所述仅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。
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