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低品位鋁礦的綜合利用方法

文檔序號:3464296閱讀:1089來源:國知局
專利名稱:低品位鋁礦的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于含鋁化合物及含硅化合物的制備方法,具體涉及一種低品位的鋁礦的綜合利用方法。
蘇聯(lián)<無機(jī)鹽工業(yè)>一書中,介紹了以高品位的鋁釩土生產(chǎn)Al2(SO4)3的工藝,亦可進(jìn)一步制備Al2O3,但該工藝不適于低品位的鋁釩土礦。1987年10月21日的<中國青年報(bào)>報(bào)導(dǎo)了河南安陽市王洪斌同志<低品位鋁土礦綜合開法利用>中試成功的消息,該工藝只提到如何利用鋁土礦中的Al2O3,并未提及對其中的SiO2如何利用。
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種以低品位鋁礦為原料制得鋁基和硅基多種化工產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明的主要技術(shù)特征是采用含鋁25-28%(W)的高嶺土、鋁釩土或粘土,其過程為1.將原料制成濃度為25-28%(W)的泥漿、過篩除去60目以上的砂石,2.用10-50%的H2SO4在50-100℃下浸取除去礦漿中的氧化鐵,3.固液分離后將固體在600-1000℃下煅燒1-3小時(shí),4.將煅燒后的物料粉碎至120目以下,用20-50%的H2SO4在50-100℃浸取40-70分鐘,5.固液分離得主要成分為Al2(SO4)3的溶液和主要成分為SiO2的固體,6.固體制成白炭黑,7.溶液制成鋁基化工產(chǎn)品。
本發(fā)明的具體實(shí)施步驟結(jié)合


如下a為含鋁25-35%(W)的粘土、高嶺土或鋁礬土,b為水,經(jīng)制漿機(jī)1制備成濃度為25-35%的泥漿。經(jīng)篩分器2除去大于60目的砂石c。在浸取器3中加入濃度為10-50%的H2SO4d,于50-100℃下浸取30-60分鐘,經(jīng)固液分離器4除去主要成分為Fe2(SO4)3的溶液e并將e送至3繼續(xù)使用直至將H2SO4用盡,將含水的不溶物f用成型機(jī)5制成磚坯,在高溫爐6中煅燒1-3小時(shí),溫度控制在600-1000℃,然后經(jīng)粉碎器7粉碎至全部通過120目的篩分器8,經(jīng)上述予處理后的礦料在浸取器9中用20-50%的H2SO4g在50-100℃下浸取40-70分鐘,經(jīng)離心分離器10分離成含Al2(SO4)3的溶液h和主要成分為SiO2的沉淀n。n用去離子水在洗滌器14中洗滌兩遍,洗滌后的n可直接經(jīng)烘干器15,粉碎器16和風(fēng)選器17制成重質(zhì)白炭黑;亦可在洗滌后的n中加入純堿p,其比例為28∶11.5,混勻后在反射爐18中于1200-1400℃熔融反應(yīng)4-6小時(shí),在水淬器19中水淬成5mm左右的顆粒,然后在浸溶桶20內(nèi)用蒸汽加熱至100℃,浸溶4-6小時(shí),直至溶液濃度達(dá)到Be′=20時(shí),經(jīng)澄清過濾器21將渣g分出,濾液進(jìn)入溶膠制備罐22,先放入稀鹽酸r,再在攪拌情況下加入SiO2含量為6-9%的硅酸鈉溶液t,為了控制反應(yīng)進(jìn)行,還可加一些硅酸鈉及NaCl溶液S,調(diào)PH為8-10,溫度保持在60-90℃之間,得白炭黑沉淀,經(jīng)過濾器23,分離出濾液u,并將u返回22,分離出的固體v,經(jīng)水洗器24洗至NaCl含量小于1%,在烘干爐25中,于150℃干燥6-8小時(shí),經(jīng)粉碎器26,風(fēng)選器27得輕質(zhì)白炭黑W。由離心分離器10得到的濾液h,經(jīng)蒸發(fā)鍋11蒸發(fā)濃縮至原加酸體積,然后分兩步進(jìn)行在反應(yīng)槽12中加入K2SO4i(或鉀灰的硫酸浸取液),可析出KAl(SO4)·12H2O的晶體J。在反應(yīng)槽13中加入濃氨水K,當(dāng)PH為1-2時(shí),將有NH4Al(SO4)2·12H2O沉淀1析出;當(dāng)PH大于等于3-4時(shí),可有Al(OH)SO4沉淀m析出,m經(jīng)洗滌器14,煅燒爐15得產(chǎn)品三氧化二鋁y。
本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是可采用含鋁25-38%低品位鋁礦,所以原料來源廣?,濒]艘椎?,大大綑n土順殺 本法生產(chǎn)過程中無三廢污染,原料中的大部分組分都得到了充分利用,特別是將占比例很高的SiO2制成輕質(zhì)或重質(zhì)白炭黑產(chǎn)品,為白炭黑的生產(chǎn)開劈了一條新途徑;此外,該法可根據(jù)市場的需求生產(chǎn)不同的鋁基系列產(chǎn)品,如NH4Al(SO4)2、KAl(SO4)2、AL3O2等。
實(shí)施例1a.備料稱取100g處理好的高嶺土粉碎過篩120目,以2NH2SO4300ml,浸泡煮沸1小時(shí)過濾水洗至濾液為無色止,棄去濾液,濾渣烘干,于馬弗爐中700℃下灼燒1小時(shí),取出粉碎過120目篩。
b.酸浸稱取30g上述灼燒物,3NH2SO4150ml煮沸30分鐘,過濾并水洗兩遍,濾液送去濃縮,以同樣步驟制備三份母液,濾餅制白炭黑。
c.KAl(SO4)2·12H2O的制備濾液濃縮至原體積略大時(shí),(約200ml)加K2SO4(鉀灰用H2SO4浸泡)15.5g(按過量20%量計(jì)),加熱至原體積時(shí)(約150ml),陳化、結(jié)晶、濾出、晾干約得KAl(SO4)2·12H2O產(chǎn)品67g。
d.NH4Al(SO4)2·12H2O的制備濾液濃縮至原體積約150ml時(shí),加濃氨水12.5ml,陳化、結(jié)晶、涼干,約得銨鋁產(chǎn)品63g。
e.Al2O3的制備往制取銨鋁結(jié)晶后的母液中,繼續(xù)加濃氨水至無結(jié)晶析出時(shí)為止。將結(jié)晶Al(OH)SO4·12H2O加熱灼燒,即得氧化鋁產(chǎn)品。
f.白碳黑的制取1.浸取鋁后的濾餅,加水打槳,并用120目篩濾去少量較大粗粒,再用蒸餾水洗三遍,然后粉碎,風(fēng)選,得到14.1g重質(zhì)白炭黑產(chǎn)品。
2.將濾餅同純堿按2.8∶1.1比例混合,在1350℃時(shí)煅燒1小時(shí),然后將熔坯水浸、浸取得Na2SiO3溶液,然后放入20%的NaCl溶液10ml,再用鹽酸沉淀,至PH=7.5時(shí),再保溫20分鐘,將析出的硅膠經(jīng)分離、蒸餾水洗滌,洗至氯離子極少為止,在烘箱中于150℃,烘6.5小時(shí),得輕質(zhì)白炭黑。
實(shí)施例2取100g研細(xì)過篩的鋁釩土(成分同化驗(yàn)單),經(jīng)除鐵、灼燒、浸鋁等步驟處理得165.4gKAl(SO4)2·18H2O,37g白炭黑,操作同以高嶺土為原料的樣品。
實(shí)施例3取100g研細(xì)過篩的粘土(成份同化驗(yàn)單)經(jīng)除鐵、灼燒浸鋁等處理得118.2gKAl(SO4)2·18H2O,51g白碳黑。操作步驟同上,只是將原所用的硫酸換為鹽酸,鹽酸濃度與硫酸的濃度相同。
原料及產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)如下表1原料成分分析Al2O3SiO2CaO MgO Fe2O3灼燒損失%%%%%%高嶺土34.245.80.052.5617.41鋁礬土38.141.60.073.8116.4粘土25.959.62.410.041.2013.2表2白炭黑產(chǎn)品分析鹽酸不溶物%水%PH值比重雜質(zhì)%灼燒損失%重質(zhì)880.87.50.80.48.2輕質(zhì)89.15.27.60.450.257.0表3鋁基產(chǎn)品分析純度%(干基)附著水%水不溶物%鐵%NH4Al(SO4) 98.6 6.0 0.08 -·12H2oKAl(SO4) 98.2 2.2 - 0.001·12H2O產(chǎn)品及原料的分析方法如下KAl(SO4)2·12H2O 見 GB1895-80NH4Al(SO4)2·12H2O 見 GB1896-80Al2(SO4)3見 GB3151-82白炭黑按臨汾標(biāo)準(zhǔn)局規(guī)定的方法鹽酸不溶物(SiO2)用20%HCl煮沸30分鐘然后過濾洗滌,在900℃煅燒60分鐘,冷卻、稱重。
Al2O3用滴定法Fe2O3用比色分析法
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)制備鋁基和硅基化工產(chǎn)品的方法,其特征在于采用含鋁25-38%W的高嶺土、鋁礬土或粘土,其步驟如下1.將原料制成濃度為25-35%的泥漿后過篩除去60目以上的砂石,2.用10-50%的H2SO4在50-100℃下浸取除去礦漿中的Fe2O3,3.固液分離后將固體在600-1000℃下鍛燒1-3小時(shí),4.將鍛燒后的物料粉碎至120目以下用20-50%的H2SO4在50-100℃浸取40-70分鐘,5.固液分離得含Al(SO4)3的溶液和主要成分為SiO2的固體,6.固體制成白碳黑,7.溶液制成鋁基化工產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述的步驟6是將固體直接烘干、粉碎和風(fēng)選制成重質(zhì)白碳黑,或者是在28份上述固體中加入11.5份的純堿,在1200-1400℃熔融反應(yīng)4-6小時(shí),水淬至5mm的顆粒,在100℃的水中浸溶4-6小時(shí)得Be′=20的溶液,除渣后,加入Be′=10-14的稀鹽酸制成溶膠,再加一些硅酸鈉和氯化鈉溶液,用鹽酸調(diào)節(jié)PH=8-10,溫度在60-90℃時(shí)得白炭黑沉淀,沉淀經(jīng)水洗、干燥、粉碎、風(fēng)選后得輕制白炭黑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所說的步驟7是濾液加熱濃縮后加入K2SO4或鉀灰的硫酸浸取液,可析出KAl(SO4)2·12H2O晶體,或者是在濾液中加入濃氨水,當(dāng)PH=1-2時(shí),NH4Al(SO4)2·12H2O析出,當(dāng)PH>=3時(shí),Al(OH)SO4析出,洗滌、焙燒后得產(chǎn)品Al2O3。
全文摘要
一種以含鋁25—38%的高嶺土、鋁礬土或粘土為原料生產(chǎn)多鋁基或硅基產(chǎn)品的方法,其產(chǎn)品為KAl(SO
文檔編號C01B33/187GK1037363SQ8810270
公開日1989年11月22日 申請日期1988年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月7日
發(fā)明者吳雅婷, 任引哲, 張晉虎, 楊明 申請人:山西師范大學(xué)
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