專利名稱:用明礬石生產(chǎn)明礬聯(lián)產(chǎn)鋁氧的工藝的制作方法
本發(fā)明屬于生產(chǎn)明礬的工藝。
一般天然明礬石的化學(xué)組成為〔NamKnAl3(SO4)2(OH)6〕，其中m+n＝1，鉀明礬石即為〔KAl3(SO4)2(OH)6〕。利用明礬石生產(chǎn)明礬，焙燒脫水工藝是關(guān)鍵，其化學(xué)反應(yīng)式如下
在焙燒脫水時(shí)，如果反應(yīng)溫度過高，或存在還原氣氛，則難免伴隨熱解或還原熱解反應(yīng)
或如果只生產(chǎn)明礬和鋁氧，則只涉及反應(yīng)(1)?？梢钥闯雒鞯\石經(jīng)焙燒脫水后，在得到一個(gè)摩爾的無水鉀明礬〔K2SO4·Al2(SO4)3的同時(shí)，理應(yīng)得到2摩爾的Al2O3。然而，現(xiàn)有的工藝不僅得不到這2摩爾的Al2O3，甚至無水明礬中的Al2(SO4)3也遭到分解，大大降低了明礬石的品位回收率，并且產(chǎn)生礬煙和礬漿等嚴(yán)重公害。其原因是雖然在450℃左右，脫水反應(yīng)就有可能進(jìn)行，但要達(dá)到一定的生產(chǎn)速度，其反應(yīng)溫度需在600℃以上。而在此情況下，若有還原氣氛存在，則Al2(SO4)3已開始顯著分解，生成的Al2O3也開始相變(即從無定型向晶型轉(zhuǎn)化，或叫做失去活性)而無法溶出回收。因此，以往不論生產(chǎn)明礬或是綜合利用生產(chǎn)Al2O3、K2SO4和H2SO4的工藝，對明礬石的焙燒溫度都是要求控制在580～620℃之間，並視為不得超越的禁戒線。其實(shí)，即使?jié)M足這個(gè)溫度區(qū)間的要求，要達(dá)到脫水反應(yīng)完全仍需很長時(shí)間。如專利文獻(xiàn)(US.4，117，077)記載，脫水反應(yīng)溫度在580～620℃之間，停留時(shí)間需1～3小時(shí)。在如此之長時(shí)間中，只要操作稍有波動(dòng)，引起反應(yīng)溫度過高或有還原氣氛存在，就不可避免引起Al2O3過燒，或使Al2(SO4)3分解，以致生產(chǎn)明礬的企業(yè)不但不能聯(lián)產(chǎn)鋁氧，反而由于部分Al2(SO4)3的分解損失而造成明礬母液中K2SO4過剩。由此產(chǎn)生的礬煙(即分解出SO3、SO2)污染空氣，礬漿(Al2O3含量占50%左右，由于過燒而溶不出)充塞溪流河道而造成嚴(yán)重公害。
本發(fā)明的任務(wù)是，在不增加萬元產(chǎn)值能耗的情況下，利用明礬石生產(chǎn)明礬的同時(shí)，聯(lián)產(chǎn)鋁氧，並盡量減少Al2(SO4)3的分解，從而提高明礬石的品位回收率，並把礬煙、礬漿等公害消除在生產(chǎn)流程之中。
本發(fā)明所采用的工藝是依據(jù)在氧化氣氛中提高焙燒溫度，脫水反應(yīng)速度增加較快，Al2O3的相變速度增長較慢，而熱解反應(yīng)的速度增長更慢的特點(diǎn)，突破人們長期沿用的反應(yīng)溫度不得高于600℃這一禁戒線，選擇了較高的反應(yīng)溫度(650°～1100℃)和較短的反應(yīng)時(shí)間(0.1～600秒)，使脫水反應(yīng)剛剛完成的瞬間，Al2O3的相變和Al2(SO4)3的分解反應(yīng)還沒有開始時(shí)就把反應(yīng)溫度降至500℃以下。既能保證足夠的脫水率，又能有效地防止Al2O3的相變和Al2(SO4)3的分解。並且在生產(chǎn)流程中不產(chǎn)生礬煙和礬漿，實(shí)現(xiàn)了利用明礬石生產(chǎn)明礬的同時(shí)，聯(lián)產(chǎn)鋁氧消除公害的目的。
本發(fā)明的效果是在脫水焙燒之后，礦料的脫水率達(dá)到95%以上，Al2O3的溶出率仍能保持90%以上，而Al2(SO4)3的分解率不超過3%，明礬石的品位回收率由現(xiàn)在50%以下，提高到75%以上，無礬煙、礬漿等公害。本發(fā)明可以利用碎礦石和品位較低的礦石作原料。以中國某礬礦為例，現(xiàn)有的生產(chǎn)能力為4萬噸/年，礦石的年耗量為14萬噸。如果采用本工藝，用同樣數(shù)量的礦石，在不增加萬元產(chǎn)值能耗的基礎(chǔ)上，可生產(chǎn)6萬噸明礬，(每年凈增產(chǎn)2萬噸)。以296元/噸出廠價(jià)計(jì)算，每年增加明礬的產(chǎn)值592萬元;另外，還可以把原來從礬漿中流失的鋁氧拿回來，折合成氫氧化鋁1.68萬元/年(以500元/噸計(jì))又可增加產(chǎn)值840萬元，兩項(xiàng)相加總共年產(chǎn)值可增加1432萬元。
本發(fā)明實(shí)施例為明礬石礦粉在700～900℃脫水焙燒30～150秒鐘后迅即降溫。
權(quán)利要求
1.用明礬石生產(chǎn)明礬聯(lián)產(chǎn)鋁氧的工藝，其特征在于礦石焙燒脫水反應(yīng)采用反應(yīng)溫度650°～1100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.1～600秒，而后迅速把反應(yīng)溫度降至500℃以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的工藝，其特征在于焙燒脫水反應(yīng)為700～900℃，反應(yīng)時(shí)間為30～150秒。
專利摘要
本發(fā)明屬于生產(chǎn)明礬的工藝。
文檔編號(hào)C01F7/76GK86100806SQ86100806
公開日1987年1月31日 申請日期1986年2月3日
發(fā)明者徐元植, 周實(shí)民, 徐端鈞, 付培鑫, 周偉 申請人:浙江大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan