專利名稱：將硅渣開發(fā)為助洗劑的氧化鋁生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種把氧化鋁生產(chǎn)中的脫硅廢渣進(jìn)行開發(fā)利用的新工藝，屬輕金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域。
氧化鋁生產(chǎn)中的脫硅產(chǎn)物鋁硅酸鈉(俗稱硅渣或白泥)一直被視為廢渣，存放這樣多的含堿廢物將占用大量的土地，並且對(duì)環(huán)境構(gòu)成很大的危害，同時(shí)也使原料的利用率降低，采用燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的部分廠家，雖然將脫硅產(chǎn)物作為原料返回流程中，但這是以巨大的能耗及設(shè)備的產(chǎn)能為代價(jià)的。尋求一種合理的硅渣利用方法，是多年來(lái)氧化鋁生產(chǎn)中的一大課題。
本發(fā)明的目的是提供一種將硅渣開發(fā)為4A型沸石，作為STPP(三聚磷酸鈉)代用品的新型氧化鋁生產(chǎn)工藝。
4A型沸石除具有STPP的助洗功能外，主要特點(diǎn)是無(wú)毒、不污染環(huán)境，已在許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被采用，4A型沸石的化學(xué)名稱是鋁硅酸鈉，分子式為Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O與氧化鋁生產(chǎn)中脫硅產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似。
把大量的廢渣開發(fā)成有價(jià)值的化工產(chǎn)品，將對(duì)鋁工業(yè)及環(huán)境保護(hù)帶來(lái)積極的影響，目前，每噸4A型沸石的價(jià)格與成品氧化鋁相近，其產(chǎn)量又非常之大，以我國(guó)燒結(jié)法年產(chǎn)40萬(wàn)噸氧化鋁的山東鋁廠為例，每年約產(chǎn)出4萬(wàn)噸的硅渣，如將此硅渣轉(zhuǎn)變成4A型沸石，即相當(dāng)于多產(chǎn)出4萬(wàn)噸的氧化鋁，折人民幣近億元，在采用拜爾法氧化鋁生產(chǎn)工藝時(shí)，其脫硅產(chǎn)物的量更大。所以本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
以下結(jié)合附圖對(duì)這一發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明脫硅工藝圖。
圖2為拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝中Al2O3及SiO2在溶出過(guò)程中的含量變化曲線。
常規(guī)的氧化鋁生產(chǎn)脫硅工藝，其溶出液經(jīng)稀釋沉降后直接進(jìn)入脫硅工序，而在本發(fā)明圖1中，鋁酸鹽粗液在進(jìn)入脫硅工序之前，加入一個(gè)控制過(guò)濾裝置(1)，使鋁酸鹽溶液中的浮游物降至最低限度，目的是為了保證獲得的脫硅產(chǎn)品的質(zhì)量。隨后進(jìn)入一次脫硅器(2)，其脫硅過(guò)程即為4A型沸石的合成過(guò)程，主要反應(yīng)如下
當(dāng)鋁硅比達(dá)到要求后進(jìn)入沉降裝置(3)，經(jīng)沉降分離后的液體進(jìn)入二次脫硅裝置(4)，其固體一部分返回脫硅(2)作為晶種，另一部分經(jīng)洗滌器(6)洗滌，即為4A型沸石產(chǎn)品。其主要指標(biāo)與日本水澤公司比較見(jiàn)下表表(1)<
>由以上比較可以看出，本發(fā)明產(chǎn)品除粒度需進(jìn)一步粉碎外，其它指標(biāo)均達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品指標(biāo)。鋁酸鹽溶液進(jìn)入二次脫硅裝置(4)的同時(shí)，加入石灰乳，以便進(jìn)行深度脫硅。其二次脫硅反應(yīng)為
(x＜1，y＜6)二次脫硅后的溶液經(jīng)沉降過(guò)濾裝置(5)沉降過(guò)濾以后，其液體為符合要求的鋁酸鹽溶液，可以進(jìn)行分解。固體水化石榴石進(jìn)入Al2O3回收裝置(7)，同時(shí)加入碳酸鈉溶液。Al2O3回收反應(yīng)如下式;
經(jīng)反應(yīng)水化石榴石中有95%的CaO對(duì)碳酸鈉進(jìn)行荷化。93%的Al2O3被溶出。反應(yīng)后的溶液可作為溶出液返回流程，原固體水化石榴石已成為方解石(達(dá)95%)，由于其白度及灼減均較高，所以可將此產(chǎn)物作為橡膠及塑料中的填料，也可以作為石灰石返回生產(chǎn)流程。
從圖2拜爾法生產(chǎn)氧化鋁溶出過(guò)程中的Al2O3及SiO2的變化曲線上我們可以看出，為了不使SiO2對(duì)產(chǎn)品造成影響，溶出的后期主要一個(gè)脫硅過(guò)程，即水合鋁硅酸鈉的生成過(guò)程，這時(shí)Al2O3的溶出率已基本上不再變化，在低溫下溶出三水鋁石時(shí)，這一過(guò)程尤其明顯，往往脫硅時(shí)間是Al2O3溶出時(shí)間的若干倍。這一脫硅反應(yīng)不但使大量的Al2O3和Na2O損失掉，而且大大降低了設(shè)備的有效產(chǎn)能。為了減少上述損失，可以適當(dāng)縮短溶出時(shí)間，在Al2O3溶出率基本達(dá)到要求的時(shí)候結(jié)束溶出，使脫硅過(guò)程在溶出器之外進(jìn)行，從而引入本發(fā)明，將脫硅產(chǎn)物回收。由于本發(fā)明將脫硅廢渣開發(fā)成了產(chǎn)品，所以為拜爾法處理低鋁硅比礦石特別是三水鋁石礦又開辟了一條新的途徑。
由于分解制式的不同，對(duì)鋁酸鹽溶液的鋁硅比要求也不同。因此，第二次脫硅時(shí)應(yīng)根據(jù)不同需要調(diào)整石灰乳的投入量。本發(fā)明生產(chǎn)的4A型沸石白度指標(biāo)，主要由鋁酸鹽溶液中的浮游物決定，所以經(jīng)控制過(guò)濾(1)工序處理后的溶液，其浮游物必須小于0.02g/L。為了保持4A沸石晶種活性，在循環(huán)使用一段時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行活化處理，以保證鋁酸鹽溶液的脫硅指數(shù)及沸石產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明還可以生產(chǎn)出其它類型的沸石產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種新型氧化鋁生產(chǎn)工藝，其技術(shù)特征是將脫硅產(chǎn)物開發(fā)為沸石產(chǎn)品。
2.一種權(quán)利要求1所述的氧化鋁生產(chǎn)工藝，其特征是在鋁酸鹽粗液進(jìn)行脫硅前設(shè)有一個(gè)保證脫硅產(chǎn)品質(zhì)量的控制過(guò)濾裝置(1)。
全文摘要
本發(fā)明改變了常規(guī)氧化鋁生產(chǎn)中的脫硅流程，利用原脫硅機(jī)理，使脫硅后的產(chǎn)物變成了可代替三聚磷酸鈉助洗劑的4A型沸石產(chǎn)品。在使氧化鋁生產(chǎn)成本大大降低的同時(shí)，也為拜爾法處理低鋁硅比礦石特別是三水鋁石礦找到了一條新的途徑。
文檔編號(hào)C01F7/47GK1047840SQ8910371
公開日1990年12月19日 申請(qǐng)日期1989年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月3日
發(fā)明者李撫立, 蔡茴芳, 王保生 申請(qǐng)人:李撫立