权利要求

1.一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，氧化铝的提取依次经过原料烧熟和溶出、溶出浆料脱硅处理、原液精制及成晶、焙烧分解;其中，溶出浆料脱硅处理包括如下步骤：向溶出浆料中加入脱硅剂，升温处理，过滤得到碳分原液;

所述脱硅剂由包括如下质量份的原料混合制备而成：去离子水65-75份、活性脱硅粉末30-40份、分散剂0.5-0.8份、稳定剂0.2-0.3份，所述活性脱硅粉末由改性纳米方钠石与改性高岭土插层复合后得到;

所述改性纳米方钠石的制备步骤包括如下：

(1)取氯化铝，滴加氢氧化钠，冰水浴，然后加入正硅酸乙酯，搅拌，加入促晶剂，继续搅拌，之后调节pH，升温后保温，分散后再次升温处理，过滤取沉淀醇洗，重新调节pH，之后烘干研磨，得到纳米方钠石;

(2)取纳米方钠石，混合液分散，加入有机酸处理，升温后加入硅烷偶联剂，继续处理，之后补加硅烷偶联剂，反应，然后冰水浴静置，离心取沉淀，醇洗后烘干研磨，得到改性纳米方钠石。

2.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述插层复合的步骤包括如下：取改性高岭土，与改性纳米方钠石混合，分散，随后低速离心，再升温处理，之后经抽滤、醇洗、干燥、粉碎后即得;

所述改性高岭土的制备步骤包括如下：取高岭土，与氨基甲酸铵混合研磨，然后置于密闭反应器热处理，收集粉末物料，分散，之后加入预混液，处理，加入苯乙烯单体和引发剂，调节温度和反应时间，最后过滤取滤集物醇洗，烘干后即得。

3.根据权利要求2所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述高岭土与氨基甲酸铵的混合质量比为(8.5-9):(1.2-1.5);所述热处理条件为，调节温度72-85℃，处理10-12h。

4.根据权利要求2所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为(1-1.5)g:1ml:(0.2-0.3)ml混合得到;所述引发剂为偶氮二异丁腈，调节温度至35-40℃，反应时间为20-30min。

5.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氯化铝、氢氧化钠、正硅酸乙酯加入的摩尔比为1:(4-4.6):(0.85-1)。

6.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比为0.3:(1-2)混合配制而成。

7.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，混合液由去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:(1-1.5):(0.2-0.3)混合制备而成;所述有机酸为酒石酸、柠檬酸、乙酸中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，硅烷偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，首次加入的硅烷偶联剂与补加硅烷偶联剂的质量比为(0.2-0.5):(1-1.5)。

10.根据权利要求2所述的一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，其特征在于，所述插层复合步骤中，改性高岭土与改性纳米方钠石的质量比为(25-30):(7-8)。

说明书

技术领域

[0001]本申请涉及粉煤灰综合利用技术领域，更具体地说，它涉及一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法。

背景技术

[0002]燃煤电厂产生的主要固体废弃物粉煤灰，因其高铝含量而成为替代铝土矿提取氧化铝的重要潜在资源。然而，粉煤灰中氧化铝与二氧化硅常以非晶态或复合矿物形式共存，铝硅比普遍偏低，难以满足工业拜尔法精制氧化铝的原料需求，为了优化氧化铝的分离与提取效率，通常需要在生料煅烧后向熟料中加入碳酸钠或石灰乳，以溶解不溶的硅钙成分。然而，即使经过这一步骤处理，浆料中仍残留大量游离的硅酸根离子，这些离子会参与到氧化铝的精制过程中，最终导致氧化铝分离与提取效率的降低。因此，脱硅困难成为制约粉煤灰规模化提取氧化铝的核心技术瓶颈。

[0003]申请公布号为CN108622920A的中国专利申请文件，公开了一种高铝粉煤灰提取氧化铝的方法，在方案中，高铝粉煤灰依次进行活化处理、预脱硅处理得到脱硅粉煤灰，其中，活化处理使用了硫酸，盐酸等酸液，配合预脱硅处理中使用的氢氧化钠碱液，可以使得原料初始脱硅效率达到45%～53%，仅通过活化处理步骤即可将粉煤灰铝硅比提升至2.6以上，大大提高制得氧化铝产品的纯度。

[0004]上述方案中，通过酸液和碱液的分阶段处理，可降低原料硅铝比，但所使用的酸碱处理液体量较大，难以适应工业化生产需求，且由于在处理工艺上，酸液活化处理和碱液预脱硅的处理步骤连贯，容易导致上步骤的残酸被下步骤的碱液中和，降低碱液的使用效果，并造成处理液的浪费，因此，需要寻找一种降低生产成本，同时提高原料粉煤灰脱硅效率的方案。

发明内容

[0005]为了进一步降低氧化铝提取成本，同时提高原料粉煤灰脱硅率，本申请提供一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法。

[0006]一种基于固废粉煤灰提取氧化铝的方法，采用如下的技术方案：

氧化铝的提取依次经过原料烧熟和溶出、溶出浆料脱硅处理、原液精制及成晶、焙烧分解;其中，溶出浆料脱硅处理包括如下步骤：向溶出浆料中加入脱硅剂，升温处理，过滤得到碳分原液;

所述脱硅剂由包括如下质量份的原料混合制备而成：去离子水65-75份、活性脱硅粉末30-40份、分散剂0.5-0.8份、稳定剂0.2-0.3份，所述活性脱硅粉末由改性纳米方钠石与改性高岭土插层复合后得到;

所述改性纳米方钠石的制备步骤包括如下：

(1)取氯化铝，滴加氢氧化钠，冰水浴，然后加入正硅酸乙酯，搅拌，加入促晶剂，继续搅拌，之后调节pH，升温后保温，分散后再次升温处理，过滤取沉淀醇洗，重新调节pH，之后烘干研磨，得到纳米方钠石;

(2)取纳米方钠石，混合液分散，加入有机酸处理，升温后加入硅烷偶联剂，继续处理，之后补加硅烷偶联剂，反应，然后冰水浴静置，离心取沉淀，醇洗后烘干研磨，得到改性纳米方钠石;

所述插层复合的步骤包括如下：取改性高岭土，与改性纳米方钠石混合，分散，随后低速离心，再升温处理，之后经抽滤、醇洗、干燥、粉碎后即得。

[0007]通过采用上述技术方案，烧熟原料溶出后经过脱硅处理，可实现有效脱硅。采用的脱硅剂为具有脱硅活性组分的分散液，活性组分中的改性纳米方钠石可为溶出浆料中游离的硅酸根离子提供生长的晶核，在热的溶出浆料环境中，游离的硅酸根离子参与成晶并不断析出，从而达到脱硅效果。而高岭土经有机改性，抑制了其在溶出浆料中的沉降行为，并通过插层组合，与改性纳米方钠石形成复合结构。在使用时，改性高岭土作为改性纳米方钠石成晶的晶床，通过层插空隙有效过滤大颗粒杂质，避免杂质掺入影响改性纳米方钠石的晶团生长;同时由于层插的隔离作用，抑制了相邻晶团的合并以及絮凝情况发生，通过改性纳米方钠石与改性高岭土的组合作用，可以提高对溶出浆料的脱硅效果。

[0008]优选的，所述改性高岭土的制备步骤包括如下：取高岭土，与氨基甲酸铵混合研磨，然后置于密闭反应器热处理，收集粉末物料，分散，之后加入预混液，处理，加入苯乙烯单体和引发剂，调节温度和反应时间，最后过滤取滤集物醇洗，烘干后即得;

优选的，所述高岭土与氨基甲酸铵的混合质量比为(8.5-9):(1.2-1.5);

优选的，所述热处理条件为，调节温度72-85℃，处理10-12h。

[0009]通过采用上述技术方案，氨基甲酸铵小分子通过研磨作用，可以插层到具有分层结构的高岭土层间，在热处理环境下，氨基甲酸铵发生热分解，生成氨气和二氧化碳气体，使得高岭土层间被打开，进而得到剥离态高岭土。

[0010]优先的，所述预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为(1-1.5)g:1ml:(0.2-0.3)ml混合得到。

[0011]通过采用上述技术方案，在预混液中，乙烯基三乙氧基硅烷经乙酸活化，在去离子水中水解暴露硅羟基，并与剥离态高岭土上硅羟基脱水缩合，得到接枝复合结构，同时复合结构中乙烯基的存在，可以为后续苯乙烯单体聚合提供聚合起始点，进而得到有机改性高岭土。

[0012]优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈，调节温度至35-40℃，反应20-30min。

[0013]通过采用上述技术方案，采用上述引发剂和引发条件，得到的低聚聚苯乙烯效果最好。

[0014]优选的，所述步骤(1)中，氯化铝、氢氧化钠、正硅酸乙酯加入的摩尔比为1:(4-4.6):(0.85-1);所述促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:(1-2)混合配制而成。

[0015]通过采用上述技术方案，调控原料配比可以得到方钠石预聚体。氯化铝作为铝源，可以与过量的氢氧化钠反应，得到偏铝酸根，随后在冰浴条件下与正硅酸乙酯继续反应，形成具有凝胶结构的方钠石预聚体，促晶剂的加入有助于提高结晶品质，经过后续处理升温及调pH处理后，可以得到纳米方钠石。

[0016]优选的，所述步骤(2)中，混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:(1-1.5):(0.2-0.3)混合制备而成;有机酸为酒石酸、柠檬酸、乙酸中的一种。

[0017]所述步骤(2)中，硅烷偶联剂为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。

[0018]通过采用上述技术方案，混合液可以均匀分散纳米方钠石，有机酸则可以活化纳米方钠石表面铝羟基和硅羟基结构，促进后续步骤中硅烷偶联剂的引入，起到修饰纳米方钠石的作用，并提高后续插层组合作用效果。

[0019]优选的，所述步骤(2)中，首次加入的硅烷偶联剂与补加的硅烷偶联剂的质量比为(0.2-0.5):(1-1.5)。

[0020]通过采用上述技术方案，两次加入硅烷偶联剂可以达到规整硅烷链段的效果，首先，在有机酸的活化下，纳米方钠石上铝/硅羟基与首次加入的少量硅烷偶联剂反应，完成接枝，形成具有活性的接枝位点，后续补加的硅烷偶联剂，可以继续在接枝位点反应，并最后得到以纳米方钠石为核的多簇状硅烷链段，这些硅烷链段在后续层插反应中，作为纳米方钠石固定的锚点，提高层插结构的牢固程度。

[0021]优选的，所述插层复合步骤中，改性高岭土与改性纳米方钠石的质量比为(25-30):(7-8)。

[0022]综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请采用改性纳米方钠石与改性高岭土处理，分散后得到脱硅剂。脱硅剂活性组分中，改性纳米方钠石可为溶出浆料中游离的硅酸根离子提供生长的晶核，在热的溶出浆料环境中，不断进行析晶行为，以达到脱硅效果。而高岭土经有机改性，抑制了其在溶出浆料中的沉降行为，通过插层组合，与改性纳米方钠石形成复合结构。

[0023]2、本申请中优选采用插层组合的方法得到活性脱硅粉末，在构建的插层复合结构中，改性高岭土作为改性纳米方钠石成晶的晶床，通过层插空隙有效过滤大颗粒杂质，避免杂质掺入影响改性纳米方钠石晶体的生长;同时由于层插隔离作用，抑制了相邻晶团的合并以及晶团絮凝情况发生，通过改性纳米方钠石与改性高岭土的组合作用，可以提高对溶出浆料的脱硅效果。

[0024]3、采用本申请的脱硅剂处理粉煤灰混合原料，对溶出浆料中二氧化硅脱除率≥90.37%，产品中氧化铝的纯度可达97.7%以上。

附图说明

[0025]图1为经本申请实施例1-5与对比例1-4脱硅剂处理后产品中氧化铝的百分含量。

[0026]图2为经本申请实施例1-5与对比例1-4脱硅剂处理后溶出浆料中二氧化硅的脱除率。

具体实施方式

[0027]制备例1

取0.28g氯化铝，逐滴滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液16mL，之后冰浴条件下，向体系中加入0.36g正硅酸乙酯，调节磁搅拌速度为50rpm，搅拌15min，之后加入0.2g促晶剂，继续处理10min，然后补充氨水，pH调节为8.5，调节温度80℃，保温20min，之后加入30ml正丁醇，调节磁搅拌速度100rpm，85℃恒温8h，过滤取沉淀，之后使用无水乙醇超声洗涤2次，调节pH为7.5，然后置于烘箱45℃烘干，最后研磨1min，得到纳米方钠石。

[0028]取4.2g纳米方钠石，加入到30ml混合液，调节磁搅拌速度为75rpm，分散5min后，加入0.2g酒石酸，继续处理20min，随后升温至60℃，加入1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷0.2g，处理10min，然后补加1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷1g，降低磁搅拌速度为30rpm，反应1h，冰浴条件下再处理反应液10min，随即3000rpm高速离心取底层沉淀，使用热的无水乙醇洗涤沉淀2次，烘干后研磨3min，得到改性纳米方钠石。

[0029]取8.5g高岭土，与1.2g氨基甲酸铵混合，研磨10min，然后置于密闭反应釜内，72℃处理10h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于30ml丙酮中，30℃超声处理10min，之后加入1.7ml预混液，处理20min，然后向体系加入0.4g苯乙烯单体，以及0.1g偶氮二异丁腈，调节温度35℃，反应20min，之后过滤取滤集物，醇洗2次，干燥后得到改性高岭土。

[0030]取25g改性高岭土，与7g改性纳米方钠石混合，加入到100ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速2500rpm低速离心30min，随后转移至恒温水浴锅中，70℃处理2.5h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤2次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0031]取去离子水65g、分散剂聚乙二醇0.5g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.2g、活性脱硅粉末30g，调节磁搅拌速度为100rpm，处理20min，得到脱硅剂。

[0032]其中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:1混合配制而成。混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:1:0.2混合制备而成。高岭土(型号BR-5，平均粒径4.2微米)由上海凯茵化工有限公司提供。预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为1g:1ml:0.2ml混合得到。

[0033]制备例2

取0.28g氯化铝，逐滴滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液18.1mL，之后冰浴条件下，向体系中加入0.4g正硅酸乙酯，调节磁搅拌速度为50rpm，搅拌15min，之后加入0.25g促晶剂，继续处理15min，然后补充氨水，pH调节为8.9，调节温度82℃，保温20min，之后加入30ml正丁醇，调节磁搅拌速度100rpm，87℃恒温8.5h，之后使用无水乙醇超声洗涤2次，调节pH为7.8，然后置于烘箱45℃烘干，最后研磨2min，得到纳米方钠石。

[0034]取4.5g纳米方钠石，加入到30ml混合液，调节磁搅拌速度为75rpm，分散8min后，加入0.3g柠檬酸，继续处理20min，随后升温至65℃，加入1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷0.25g，处理12min，然后补加1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷1.1g，降低磁搅拌速度为35rpm，反应1.5h，冰浴条件下再处理反应液15min，随即3000rpm高速离心取底层沉淀，使用热的无水乙醇洗涤沉淀3次，烘干后研磨3min，得到改性纳米方钠石。

[0035]取8.7g高岭土，与1.3g氨基甲酸铵混合，研磨12min，然后置于密闭反应釜内，74℃处理10h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于32ml丙酮中，30℃超声处理11min，之后加入1.8ml预混液，处理20min，然后向体系加入0.4g苯乙烯单体，以及0.15g偶氮二异丁腈，调节温度35℃，反应20min，之后过滤取滤集物，醇洗2次，干燥后得到改性高岭土。

[0036]取27g改性高岭土，与7.2g改性纳米方钠石混合，加入到100ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速2500rpm低速离心30min，随后转移至恒温水浴锅中，72℃处理2.5h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤2次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0037]取去离子水68g、分散剂聚乙二醇0.7g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.2g、活性脱硅粉末30g，调节磁搅拌速度为100rpm，处理25min，得到脱硅剂。

[0038]其中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:1.2混合配制而成。混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:1.2:0.2混合制备而成。高岭土(型号BR-5，平均粒径4.2微米)由上海凯茵化工有限公司提供。预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为1.2g:1ml:0.25ml混合得到。

[0039]制备例3

取0.28g氯化铝，逐滴滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液18.5mL，之后冰浴条件下，向体系中加入0.43g正硅酸乙酯，调节磁搅拌速度为50rpm，搅拌15min，之后加入0.3g促晶剂，继续处理12min，然后补充氨水，pH调节为8.7，调节温度83℃，保温24min，之后加入30ml正丁醇，调节磁搅拌速度100rpm，87℃恒温9h，之后使用无水乙醇超声洗涤2次，调节pH为7.6，然后置于烘箱50℃烘干，最后研磨2min，得到纳米方钠石。

[0040]取4.2g纳米方钠石，加入到35ml混合液，调节磁搅拌速度为85rpm，分散10min后，加入0.5g乙酸，继续处理25min，随后升温至70℃，加入0.3g乙烯基三乙氧基硅烷，处理15min，然后补加1.4g乙烯基三乙氧基硅烷，降低磁搅拌速度为35rpm，反应1.5h，冰浴条件下再处理反应液15min，随即3000rpm高速离心取底层沉淀，使用热的无水乙醇洗涤沉淀3次，烘干后研磨3min，得到改性纳米方钠石。

[0041]取9g高岭土，与1.4g氨基甲酸铵混合，研磨10min，然后置于密闭反应釜内，75℃处理12h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于30ml丙酮中，35℃超声处理15min，之后加入2.1ml预混液，处理25min，然后向体系加入0.5g苯乙烯单体，以及0.2g偶氮二异丁腈，调节温度40℃，反应30min，之后过滤取滤集物，醇洗3次，干燥后得到改性高岭土。

[0042]取28g改性高岭土，与7.8g改性纳米方钠石混合，加入到120ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速3000rpm低速离心45min，随后转移至恒温水浴锅中，75℃处理3h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤3次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0043]取去离子水72g、分散剂聚乙二醇0.55g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.25g、活性脱硅粉末32g，调节磁搅拌速度为150rpm，处理20min，得到脱硅剂。

[0044]其中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:1混合配制而成。混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:1.4:0.25混合制备而成。高岭土(型号BR-5，平均粒径4.2微米)由上海凯茵化工有限公司提供。预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为1g:1ml:0.3ml混合得到。

[0045]制备例4

取0.28g氯化铝，逐滴滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液18.7mL，之后冰浴条件下，向体系中加入0.43g正硅酸乙酯，调节磁搅拌速度为75rpm，搅拌20min，之后加入0.3g促晶剂，继续处理30min，然后补充氨水，pH调节为8.7，调节温度85℃，保温25min，之后加入30ml正丁醇，调节磁搅拌速度100rpm，95℃恒温10h，之后使用无水乙醇超声洗涤3次，调节pH为7.8，然后置于烘箱50℃烘干，最后研磨2min，得到纳米方钠石。

[0046]取5.5g纳米方钠石，加入到35ml混合液，调节磁搅拌速度为75rpm，分散10min后，加入0.45g乙酸，继续处理30min，随后升温至70℃，加入0.5g乙烯基三甲氧基硅烷，处理12min，然后补加1.5g乙烯基三甲氧基硅烷，降低磁搅拌速度为35rpm，反应2h，冰浴条件下再处理反应液20min，随即3500rpm高速离心取底层沉淀，使用热的无水乙醇洗涤沉淀3次，烘干后研磨4min，得到改性纳米方钠石。

[0047]取8.9g高岭土，与1.5g氨基甲酸铵混合，研磨12min，然后置于密闭反应釜内，85℃处理12h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于40ml丙酮中，32℃超声处理15min，之后加入2.3ml预混液，处理25min，然后向体系加入0.5g苯乙烯单体，以及0.2g偶氮二异丁腈，调节温度40℃，反应30min，之后过滤取滤集物，醇洗3次，干燥后得到改性高岭土。

[0048]取28g改性高岭土，与8g改性纳米方钠石混合，加入到120ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速3000rpm低速离心45min，随后转移至恒温水浴锅中，75℃处理2.5h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤3次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0049]取去离子水75g、分散剂聚乙二醇0.75g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.3g、活性脱硅粉末37g，调节磁搅拌速度为200rpm，处理30min，得到脱硅剂。

[0050]其中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:1混合配制而成。混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:1.2:0.3混合制备而成。高岭土(型号BR-5，平均粒径4.2微米)由上海凯茵化工有限公司提供。预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为1g:1ml:0.3ml混合得到。

[0051]制备例5

取0.28g氯化铝，逐滴滴加0.5mol/L的氢氧化钠溶液19.2mL，之后冰浴条件下，向体系中加入0.43g正硅酸乙酯，调节磁搅拌速度为75rpm，搅拌20min，之后加入0.4g促晶剂，继续处理30min，然后补充氨水，pH调节为8.9，调节温度85℃，保温25min，之后加入30ml正丁醇，调节磁搅拌速度100rpm，95℃恒温10h，之后使用无水乙醇超声洗涤3次，调节pH为7.8，然后置于烘箱50℃烘干，最后研磨2min，得到纳米方钠石。

[0052]取5.5g纳米方钠石，加入到35ml混合液，调节磁搅拌速度为100rpm，分散10min后，加入0.5g乙酸，继续处理30min，随后升温至70℃，加入0.45gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，处理10min，然后补加1.5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，降低磁搅拌速度为50rpm，反应2h，冰浴条件下再处理反应液20min，随即3500rpm高速离心取底层沉淀，使用热的无水乙醇洗涤沉淀3次，烘干后研磨5min，得到改性纳米方钠石。

[0053]取9g高岭土，与1.5g氨基甲酸铵混合，研磨20min，然后置于密闭反应釜内，85℃处理12h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于40ml丙酮中，35℃超声处理15min，之后加入2.3ml预混液，处理25min，然后向体系加入0.5g苯乙烯单体，以及0.2g偶氮二异丁腈，调节温度40℃，反应30min，之后过滤取滤集物，醇洗3次，干燥后得到改性高岭土。

[0054]取30g改性高岭土，与8g改性纳米方钠石混合，加入到120ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速3000rpm低速离心45min，随后转移至恒温水浴锅中，75℃处理3h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤3次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0055]取去离子水75g、分散剂聚乙二醇0.8g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.3g、活性脱硅粉末40g，调节磁搅拌速度为200rpm，处理30min，得到脱硅剂。

[0056]其中，促晶剂由焦磷酸钠与异丙醇铝按照质量比0.3:2混合配制而成。混合液为去离子水、乙二醇、聚乙烯醇按照体积比为1:1.5:0.3混合制备而成。高岭土(型号BR-5，平均粒径4.2微米)由上海凯茵化工有限公司提供。预混液由乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、乙酸按照质量体积比为1.5g:1ml:0.3ml混合得到。

[0057]实施例1

取1000g粉煤灰，45g萤石与1500g石灰石混合，粉磨后过200目筛，50℃烘制6h，之后1325℃煅烧熟化，用质量分数为15%的碳酸钠溶液对熟化料化浆，化浆液在100℃处理3h，然后过滤得到溶出浆料;按有效活性脱硅粉末含量为35g/L的添加量向溶出浆料中加入脱硅剂，调节温度65℃，处理8h后重新过滤得到碳分原液;向碳分原液中持续通入二氧化碳，处理3h，过滤后重新化浆，于145℃保温5h，之后按照630g/L纯氢氧化铝的添加量，向二次化浆液中加入氢氧化铝晶种，65℃处理12h，之后经闪蒸、过滤后得到氢氧化铝原渣;取原渣在1075℃高热气流中焙烧处理3h，自然冷却后粉碎过100目筛，得到氧化铝产品。

[0058]上述脱硅剂由制备例1制备得到。

[0059]其中，粉煤灰(工业级，Al2O3wt%：23.5%)由湖南宝隆科技发展有限公司提供。

[0060]实施例2

取1000g粉煤灰，45g萤石与1500g石灰石混合，粉磨后过200目筛，50℃烘制6h，之后1350℃煅烧熟化，用质量分数为15%的碳酸钠溶液对熟化料化浆，化浆液在135℃处理4h，然后过滤得到溶出浆料;按有效活性脱硅粉末含量为40g/L的添加量向溶出浆料中加入脱硅剂，调节温度67℃，处理8h后重新过滤得到碳分原液;向碳分原液中持续通入二氧化碳，处理4h，过滤后重新化浆，于145℃保温5h，之后按照630g/L纯氢氧化铝的添加量，向二次化浆液中加入氢氧化铝晶种，65℃处理12h，之后经闪蒸、过滤后得到氢氧化铝原渣;取原渣在1075℃高热气流中焙烧处理5h，自然冷却后粉碎过100目筛，得到氧化铝产品。

[0061]上述脱硅剂由制备例2制备得到。

[0062]其中，粉煤灰(工业级，Al2O3wt%：23.5%)由湖南宝隆科技发展有限公司提供。

[0063]实施例3

取1000g粉煤灰，45g萤石与1500g石灰石混合，粉磨后过200目筛，50℃烘制6h，之后1375℃煅烧熟化，用质量分数为15%的碳酸钠溶液对熟化料化浆，化浆液在135℃处理4h，然后过滤得到溶出浆料;按有效活性脱硅粉末含量为30g/L的添加量向溶出浆料中加入脱硅剂，调节温度65℃，处理10h后重新过滤得到碳分原液;向碳分原液中持续通入二氧化碳，处理4h，过滤后重新化浆，于150℃保温6h，之后按照630g/L纯氢氧化铝的添加量，向二次化浆液中加入氢氧化铝晶种，70℃处理14h，之后经闪蒸、过滤后得到氢氧化铝原渣;取原渣在1075℃高热气流中焙烧处理4h，自然冷却后粉碎过100目筛，得到氧化铝产品。

[0064]上述脱硅剂由制备例3制备得到。

[0065]其中，粉煤灰(工业级，Al2O3wt%：23.5%)由湖南宝隆科技发展有限公司提供。

[0066]实施例4

取1000g粉煤灰，45g萤石与1500g石灰石混合，粉磨后过200目筛，50℃烘制6h，之后1375℃煅烧熟化，用质量分数为15%的碳酸钠溶液对熟化料化浆，化浆液在120℃处理3.5h，然后过滤得到溶出浆料;按有效活性脱硅粉末含量为25g/L的添加量向溶出浆料中加入脱硅剂，调节温度72℃，处理10h后重新过滤得到碳分原液;向碳分原液中持续通入二氧化碳，处理3h，过滤后重新化浆，于150℃保温6h，之后按照630g/L纯氢氧化铝的添加量，向二次化浆液中加入氢氧化铝晶种，70℃处理15h，之后经闪蒸、过滤后得到氢氧化铝原渣;取原渣在1075℃高热气流中焙烧处理3h，自然冷却后粉碎过100目筛，得到氧化铝产品。

[0067]上述脱硅剂由制备例4制备得到。

[0068]其中，粉煤灰(工业级，Al2O3wt%：23.5%)由湖南宝隆科技发展有限公司提供。

[0069]实施例5

取1000g粉煤灰，45g萤石与1500g石灰石混合，粉磨后过200目筛，50℃烘制6h，之后1375℃煅烧熟化，用质量分数为15%的碳酸钠溶液对熟化料化浆，化浆液在135℃处理4h，然后过滤得到溶出浆料;按有效活性脱硅粉末含量为24g/L的添加量向溶出浆料中加入脱硅剂，调节温度72℃，处理10h后重新过滤得到碳分原液;向碳分原液中持续通入二氧化碳，处理4h，过滤后重新化浆，于150℃保温6h，之后按照630g/L纯氢氧化铝的添加量，向二次化浆液中加入氢氧化铝晶种，65℃处理15h，之后经闪蒸、过滤后得到氢氧化铝原渣;取原渣在1075℃高热气流中焙烧处理5h，自然冷却后粉碎过100目筛，得到氧化铝产品。

[0070]上述脱硅剂由制备例5制备得到。

[0071]其中，粉煤灰(工业级，Al2O3wt%：23.5%)由湖南宝隆科技发展有限公司提供。

[0072]对比例1

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，所述脱硅剂的制备步骤为：

取25g改性高岭土，与15g改性纳米方钠石混合，加入到100ml正丁醇中超声分散，之后将分散液置于离心机，调节转速2500rpm低速离心30min，随后转移至恒温水浴锅中，70℃处理2.5h，随后抽滤取滤饼，热的无水乙醇洗涤2次后干燥，最后粉碎后过150目筛，得到活性脱硅粉末。

[0073]取去离子水65g、分散剂聚乙二醇0.5g、稳定剂羧甲基纤维素钠0.2g、活性脱硅粉末20g，调节磁搅拌速度为100rpm，处理20min，得到脱硅剂。

[0074]其余步骤均与实施例1相同。

[0075]对比例2

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，所述脱硅剂为180g/L氧化钙含量的石灰乳。

[0076]其余步骤均与实施例1相同。

[0077]对比例3

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，所述脱硅剂组分中，改性高岭土的制备步骤为：取8.5g高岭土，与1.2g氨基甲酸铵混合，研磨10min，然后置于密闭反应釜内，75℃处理10h，之后缓慢释压至常压，收集粉末物料，置于40ml丙酮中，35℃超声处理15min，之后加入2.3ml预混液，处理25min，之后过滤取滤集物，醇洗3次，干燥后得到改性高岭土。

[0078]其余步骤均与实施例1相同。

[0079]对比例4

本对比例与实施例1的不同之处仅在于，所述脱硅剂组分中，活性脱硅粉末由改性纳米方钠石与未经处理的高岭土直接混合后得到。

[0080]其余步骤均与实施例1相同。

[0081]性能检测试验

氧化铝含量检测

参照国标GB/T39201-2020及GB/T6609.3-2004，取实施例1-5与对比例1-4得到的氧化铝产品2g，作为测试样品。分别加入盛有EDTA标准液的500mL三角烧瓶中，加盐酸标准液15ml，加热水至体积约80ml，随后加热煮沸2min，加入8滴酚酞指示剂，以氢氧化钠标准液滴定至呈微红色，之后加入醋酸-醋酸钠缓冲液10m1，二甲苯酚橙指示剂0.03g，用醋酸锌标准液滴定至紫红色，即为终点。最后根据使用醋酸锌标准液体积，计算测试样品中的氧化铝的百分含量。取三组作为平均值，测试结果如图1所示。

[0082]二氧化硅脱除率检测

参照国标GB/T39201-2020及GB/T6609.3-2004，分别取实施例1-5与对比例1-2得到的溶出浆料及碳分原液各10ml，加水定容至100ml，再分别加入质量分数为5%的钼酸铵溶液5ml摇匀，放置发色。之后分别加入硫酸-草酸-硫酸亚铁铵混合液20m1，用水稀释，摇匀，放置5min，在分光光度计波长700nm处，用1cm的比色皿，以空气为参比调零，测吸光度，从标准曲线上求出溶出浆料中二氧化硅的含量x1与碳分原液中二氧化硅含量x2，根据公式：

二氧化硅脱除率=[(x1-x2)/x1]×100%

计算得到二氧化硅脱除率，测试结果如图2所示。

[0083]其中，标准曲线的绘制步骤为：分别移取二氧化硅标准溶液(0.10mg/mL)0.00ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml于100ml容量瓶中，准确加水至体积为60ml，按上述步骤进行测定，建立标准曲线。

[0084]分析实施例1-5与对比例1-4并结合图1-2可以看出，实施例方案对氧化铝的提取率以及二氧化硅的脱除率均高于对比例方案，其中，实施例2方案得到的产品中氧化铝的纯度最高，二氧化硅脱除率也最高，而对比例2方案两项数据在实施例与对比例组别中均处于最低水平。

[0085]分析实施例2与对比例1-4并结合图1-2可以看出，对比例3方案不对高岭土进行苯乙烯接枝处理，使得脱硅剂使用效果下降，这可能是因为，高岭土在脱硅剂溶液中，随着脱硅进程进行，方钠石晶核的生长导致高岭土沉降加快，过快的沉降使得脱硅剂活性组分并未完全饱和就脱离溶出浆料，并最终导致方案脱硅效果降低。同时可以看出，对比例2方案使用的常规石灰乳不如改性纳米方钠石和改性高岭土的组合效果。

[0086]本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

说明书附图(2)