專利名稱：一種生產(chǎn)氧化鋁的粗液脫硅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種生產(chǎn)氧化鋁的粗液脫硅方法，涉及一種采用混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁工藝過程中的燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法。
背景技術(shù)：
目前，在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，熟料中的β-2CaO·SiO2與溶液中的堿在溶出過程中發(fā)生反應(yīng)，使一部分二氧化硅進(jìn)入鋁酸鈉溶液中。這些二氧化硅是不穩(wěn)定的，它會隨著氫氧化鋁的分解而進(jìn)入產(chǎn)品中使產(chǎn)品雜質(zhì)含量升高。因此，氧化鋁廠需設(shè)置專門的脫硅工序以降低溶液中的二氧化硅濃度，精液硅量指數(shù)越高，在相同的分解率下，產(chǎn)品氧化鋁的純度越高，碳分時得到符合質(zhì)量要求的氫氧化鋁才能越多，整個生產(chǎn)流程中的物料流量和機(jī)械損失才能降低，同時母液中的二氧化硅降低后，還可以減輕蒸發(fā)時的結(jié)垢現(xiàn)象、提高蒸發(fā)效率。
目前，燒結(jié)法粗液的脫硅是采用加拜爾法赤泥進(jìn)行一段常壓脫硅(硅量指數(shù)為100左右)后，采用間接加熱或直接加熱進(jìn)行中壓(溫度160℃左右)脫硅，最終使精液的硅量指數(shù)達(dá)到400左右，以滿足碳分生產(chǎn)對精液的要求。當(dāng)采用間接加熱中壓脫硅時，則流程復(fù)雜，蒸汽消耗量大，大量的鈉硅渣等在加熱管壁上析出形成結(jié)疤，導(dǎo)致傳熱效率降低，同時設(shè)備維護(hù)量加大；采用直接加熱中壓脫硅時，則沖稀漿液，增加蒸發(fā)負(fù)荷。因此，采用中壓脫硅工藝均存在問題。
申請?zhí)枮?0113390的發(fā)明專利“一種燒結(jié)法粗液脫硅方法”，采用的二段常壓脫硅添加劑HCAC或石灰乳，HCAC是用鋁酸鈉溶液加入石灰而制備的，鋁酸鈉溶液中的氧化鋁沉淀析出進(jìn)入HCAC中，造成系統(tǒng)氧化鋁的損失；如采用直接加石灰乳，則使脫硅后燒結(jié)法精液的苛性比升高，同樣造成系統(tǒng)氧化鋁的損失。
石灰法回收鎵的生產(chǎn)工藝中，為了提取富集于碳分母液中的鎵，并保證提取出的鎵的純度，常常需要將存在于溶液中的氧化鋁分離出去，從而產(chǎn)生了副產(chǎn)品—脫鋁渣，這部分脫鋁渣中通常含有40％左右的氧化鈣和20％的氧化鋁，它的綜合利用成為氧化鋁廠需要解決的問題。
對于有石灰法回收鎵工序的氧化鋁廠來說，利用其脫鋁渣作常壓脫硅添加劑，一方面實現(xiàn)了廢物的綜合利用，另一方面，省去了脫硅用鋁酸鈣的制備過程，即減少了系統(tǒng)氧化鋁的損失。目前，為了提高脫硅效果，通常采用間接加熱或直接加熱進(jìn)行中壓脫硅。產(chǎn)生了間接加熱中壓脫硅，流程復(fù)雜，蒸汽消耗量大，大量的鈉硅渣等在加熱管壁上析出形成結(jié)疤，導(dǎo)致傳熱效率降低，同時設(shè)備維護(hù)量加大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前燒結(jié)法粗液的脫硅問題和石灰法回收鎵的副產(chǎn)品綜合利用問題，提供一種利用回收鎵的副產(chǎn)品做脫硅添加劑來進(jìn)行燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法。提供一種在燒結(jié)法粗液常壓脫硅的同時，回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣得到了綜合利用的生產(chǎn)氧化鋁的粗液脫硅方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于是采用拜爾法赤泥和石灰法回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣做脫硅添加劑，首先在氧化鋁濃度為100～200g/l的燒結(jié)法粗液中加入20～80g/l的拜爾法赤泥，在90～105℃的溫度下反應(yīng)2～3小時，再加入以氧化鈣計為10～30g/l的脫鋁渣繼續(xù)反應(yīng)1～3小時。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入的脫鋁渣是經(jīng)過表面活化處理的，活化處理是將脫鋁渣研磨0.5～4小時，使80％以上的脫鋁渣粒度為20μm以下。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅后的脫硅漿液中直接加入經(jīng)過表面活化處理后的脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)。
一種提高燒結(jié)法粗液常壓脫硅效率的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅反應(yīng)后的脫硅漿液先液固分離后，再在液相中加入經(jīng)過表面活化處理后的脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)。
本發(fā)明的方法，由于脫硅反應(yīng)均在常壓下進(jìn)行，且有效地利用了石灰法回收鎵產(chǎn)生的副產(chǎn)品，燒結(jié)法粗液常壓脫硅后的硅量指數(shù)，可以達(dá)到碳酸化分解生產(chǎn)氧化鋁的要求，降低了氧化鋁生產(chǎn)的能耗，減少了廢物的排放，因此，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體實施例方式
一種生產(chǎn)氧化鋁的粗液脫硅方法，包括采用拜爾法赤泥做脫硅添加劑，其特征在于在氧化鋁濃度為100～200g/l的燒結(jié)法粗液中加入20～80g/l的拜爾法赤泥，在90～105℃的溫度下反應(yīng)2～3小時， 然后加入以氧化鈣計為10～30g/l經(jīng)表面活化處理后的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)1～3小時，從而達(dá)到提高燒結(jié)法粗液常壓脫硅效率的目的。
將脫鋁渣研磨0.5～4小時，使80％以上的脫鋁渣粒度為20μm以下，實現(xiàn)表面更新。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅后的脫硅漿液不進(jìn)行液固分離直接加入經(jīng)過表面活化處理的脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥脫硅，反應(yīng)后的漿液進(jìn)行液固分離后，液相中再加入經(jīng)過表面活化處理的脫鋁渣進(jìn)行脫硅反應(yīng)。
一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于采用拜爾法赤泥和石灰法回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣(經(jīng)過表面活化處理)做脫硅添加劑。首先在氧化鋁濃度為100～200g/l的燒結(jié)法粗液中加入20～80g/l的拜爾法赤泥，在90～105℃的溫度下反應(yīng)2～3小時，再加入以氧化鈣計為10～30g/l的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)1～3小時，液固分離后，可以得到高硅量指數(shù)的燒結(jié)法精液。
拜爾法赤泥作脫硅添加劑，起到的是脫硅晶種的作用。添加晶種可以避免水合鋁硅酸鈉晶核難于生成的困難，并增加結(jié)晶表面積，提高脫硅速度，使處于過飽和狀態(tài)的硅盡快地以水合鋁硅酸鈉的形式析出。
脫鋁渣作為脫硅添加劑，其有效成分是水合鋁酸鈣，水合鋁酸鈣與溶液中的硅酸鈉反應(yīng)，生成水化石榴石沉淀析出。
石灰法回收鎵生產(chǎn)過程中，脫鋁渣的生成機(jī)理是由于碳分母液中存在一定量的硅，則會與一部分鋁酸鈣進(jìn)一步反應(yīng)，在其表面生成水化石榴石因此，在氫氧化鈣顆粒上出現(xiàn)兩個反應(yīng)產(chǎn)物，外面的一層是水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O，中間一層是水合鋁酸鈣3CaO·Al2O3·6H2O，核心是氫氧化鈣Ca(OH)2。
為防止脫鋁渣的團(tuán)聚、生成的水化石榴石覆蓋鋁酸鈣表面，進(jìn)而影響脫硅效率，需對脫鋁渣進(jìn)行表面更新處理，從而使有用成分鋁酸鈣和氧化鈣具有更大的活性表面，以達(dá)到更好的脫硅效果。
將脫鋁渣研磨0.5～4小時，使80％以上的脫鋁渣粒度為20μm以下，實現(xiàn)表面更新。
當(dāng)加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅后的脫硅漿液不進(jìn)行液固分離，直接加脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)時，溶液的硅量指數(shù)可以滿足碳酸化分解對精液的要求；
當(dāng)加入拜爾法赤泥脫硅后的脫硅漿液進(jìn)行液固分離后，液相中再加入脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)時，則溶液的硅量指數(shù)更高，可以直接達(dá)到連續(xù)碳酸化分解生產(chǎn)氧化鋁對碳分精液的要求。
下面結(jié)合實例對本發(fā)明的方法做進(jìn)一步的說明。
實施例1在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為100g/l的燒結(jié)法粗液中加入20g/l的拜爾法赤泥，在90℃的溫度下反應(yīng)3小時，再加入以氧化鈣計為30g/l的經(jīng)0.5小時研磨處理后(粒度81％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)2小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為470。
實施例2在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為170g/l的燒結(jié)法粗液中加入50g/l的拜爾法赤泥，在100℃的溫度下反應(yīng)2小時，再加入以氧化鈣計為20g/l的經(jīng)2小時研磨處理后(粒度87％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)1小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為375。
實施例3在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為180g/l的燒結(jié)法粗液中加入80g/l的拜爾法赤泥，在105℃的溫度下反應(yīng)3小時，再加入以氧化鈣計為10g/l的經(jīng)4小時研磨處理后(粒度90％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)1小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為380。
實施例4在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為150g/l的燒結(jié)法粗液中加入40g/l的拜爾法赤泥，在95℃的溫度下反應(yīng)2小時，再加入以氧化鈣計為10g/l的經(jīng)2小時研磨處理后(粒度87％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)3小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為400。
實施例5在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為125g/l的燒結(jié)法粗液中加入30g/l的拜爾法赤泥，在95℃的溫度下反應(yīng)2小時，液固分離后，液相中再加入以氧化鈣計為30g/l的經(jīng)4小時研磨處理后(粒度90％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)3小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為850。
實施例6在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為130g/l的燒結(jié)法粗液中加入50g/l的拜爾法赤泥，在105℃的溫度下反應(yīng)2小時，液固分離后，液相中再加入以氧化鈣計為20g/l的經(jīng)4小時研磨處理后(粒度90％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)2小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為890。
實施例7在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為150g/的燒結(jié)法粗液中加入60g/l的拜爾法赤泥，在90℃的溫度下反應(yīng)3小時，液固分離后，液相中再加入以氧化鈣計為20g/l的經(jīng)0.5小時研磨處理后(粒度81％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)3小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為780。
實施例8在混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法系統(tǒng)中，氧化鋁濃度為200g/l的燒結(jié)法粗液中加入40g/l的拜爾法赤泥，在100℃的溫度下反應(yīng)3小時，液固分離后，液相中再加入以氧化鈣計為30g/l的經(jīng)2小時研磨處理后(粒度87％為20μm以下)的脫鋁渣，在相同的溫度下繼續(xù)反應(yīng)2小時，液固分離后，精液的硅量指數(shù)為800。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于是采用拜爾法赤泥和石灰法回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣做脫硅添加劑，首先在氧化鋁濃度為100～200g/l的燒結(jié)法粗液中加入20～80g/l的拜爾法赤泥，在90～105℃的溫度下反應(yīng)2～3小時，再加入以氧化鈣計為10～30g/l的脫鋁渣繼續(xù)反應(yīng)1～3小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入的脫鋁渣是經(jīng)過表面活化處理的，活化處理是將脫鋁渣研磨0.5～4小時，使80％以上的脫鋁渣粒度在20μm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅后的脫硅漿液中直接加入經(jīng)過表面活化處理后的脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高燒結(jié)法粗液常壓脫硅效率的方法，其特征在于加入拜爾法赤泥進(jìn)行脫硅反應(yīng)后的脫硅漿液先液固分離后，再在液相中加入經(jīng)過表面活化處理后的脫鋁渣進(jìn)行進(jìn)一步的脫硅反應(yīng)。
全文摘要
一種生產(chǎn)氧化鋁的粗液脫硅方法，涉及采用混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁過程中的燒結(jié)法粗液常壓脫硅的方法。其特征在是采用拜爾法赤泥和石灰法回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣做脫硅添加劑，在燒結(jié)法粗液中加入拜爾法赤泥脫硅反應(yīng)后，在脫硅漿液中加入以氧化鈣計為10～30g/l經(jīng)表面活化處理的脫鋁渣繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)1～3小時，液固分離后可以得到硅量指數(shù)為400左右的精液；在燒結(jié)法粗液中加入拜爾法赤泥脫硅反應(yīng)后，進(jìn)行液固分離，再在液相中加入以氧化鈣計10～30g/l經(jīng)表面活化處理的脫鋁渣繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)1～3小時，液固分離后可以得到硅量指數(shù)為800左右的精液。本發(fā)明的方法，一是石灰法回收鎵的副產(chǎn)品—脫鋁渣得到了綜合利用，二是提高了燒結(jié)法粗液常壓脫硅的效率。
文檔編號C01F7/04GK1442361SQ0312195
公開日2003年9月17日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者趙清杰, 楊巧芳, 白萬全, 李曉萍 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司