4a沸石的制備方法及設(shè)備、該4a沸石的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及4A沸石技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種4A沸石的制備方法及設(shè)備、該4A沸 石。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)式為NauAluSiuCks · 27H20,是由硅氧和鋁氧四面體組成的三維骨架狀結(jié)構(gòu) 化合物，屬立方晶系，晶胞中心是一個直徑為1.14A空穴，它由一個8元環(huán)和6個相類似的空 穴連接而成，這種8元環(huán)結(jié)構(gòu)形成的自由空穴直徑為4.12A，故稱為4A沸石。我國的鋁土礦資 源豐富，但絕大多數(shù)是一水硬鋁石一高嶺石型鋁土礦，這種礦石集高鋁、高硅、低鋁硅比(A/ S)、低鐵和礦物結(jié)晶細(xì)散、組成復(fù)雜等特點(diǎn)。由于礦石的鋁硅比低、硅含量高、使我國的氧化 鋁生產(chǎn)能耗高、效益差。因此采取經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)脫硅工藝，提高氧化鋁生產(chǎn)原料的鋁硅比， 是實(shí)現(xiàn)我國氧化鋁高效低耗生產(chǎn)的重要途徑。目前，鋁土礦的預(yù)脫硅方法主要有生物脫硅 法和物理脫硅法。生物脫硅法是利用微生物來分解礦石中的硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物，使硅 轉(zhuǎn)變成可溶性的硅，而氧化鋁以不溶物的形式存在，其缺點(diǎn)是脫硅速度慢，周期長，條件要 求苛刻，難于在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。物理脫硅法是應(yīng)用物理的方法，如浮選法，來實(shí)現(xiàn)一水硬 鋁石和硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物的分離，其缺點(diǎn)是由于鋁硅酸鹽含有一定數(shù)量的鋁、鋁的回收 效率比較低。
[0003] 堿浸脫硅的方法以往也有研究，但對于堿浸脫硅液的再生，較傳統(tǒng)的做法是以石 灰處理，生成水合硅灰石(CaO · Si02 · H20)。但這種方法浸出液的脫硅效率不高，僅為80~ 85%，影響循環(huán)浸出焙燒礦的脫硅效率；另外，對于硅灰石的再利用未作深入研究，如果堆 存處理則失去利用價值，并造成環(huán)境的二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種4A沸石的制備方法及設(shè)備、該4A沸石，其不僅能夠回收 一水硬鋁石型鋁土礦中的鋁，而且還能回收鋁硅酸鹽中的鋁，氧化鋁總回收率大于98%;應(yīng) 用該方法及設(shè)備制備得到4A沸石，不但杜絕了無效外排，而且節(jié)省了水玻璃的費(fèi)用，形成了 高效益、無污染的環(huán)保經(jīng)濟(jì)流程，從而更加適于實(shí)用。
[0005] 為了達(dá)到上述第一個目的，本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法的技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法包括以下步驟：
[0007] 采用閃速沸騰爐焙燒鋁土礦；
[0008] 將經(jīng)過焙燒的鋁土礦置于堿溶液中，得到浸出液；
[0009] 對所述堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離，得到的固體為精選礦；
[0010] 對所述堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離，對所述浸出液進(jìn)行固液分離，得到的固體為 精選礦，得到的液體為濾液；
[0011]用所述精選礦制備得到鋁酸鈉溶液；
[0012]應(yīng)用所述濾液和鋁酸鈉溶液作為配料，制備得到所述4A沸石。
[0013]本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0014]作為優(yōu)選，采用閃速沸騰爐焙燒鋁土礦包括以下步驟：
[0015]將所述鋁土礦加入到所述閃速沸騰爐的預(yù)熱爐中進(jìn)行預(yù)熱，得到經(jīng)過預(yù)熱脫水的 預(yù)焙礦；
[0016] 將所述預(yù)焙礦加入到閃速沸騰爐的沸騰爐中，進(jìn)行閃速焙燒，得到閃速焙燒礦；
[0017] 將所述閃速焙燒礦加入到閃速沸騰爐的保溫爐中保溫，得到經(jīng)過焙燒的鋁土礦。
[0018] 作為優(yōu)選，
[0019] 將所述鋁土礦加入到所述沸騰爐的預(yù)熱爐中進(jìn)行預(yù)熱時，所述鋁土礦的粒度取值 范圍為：< 0.15mm;
[0020] 進(jìn)行閃速焙燒時，所述閃速沸騰爐的爐溫取值范圍為1000°C~1100°C ;
[0021] 將所述閃速焙燒礦加入到保溫爐中保溫時，所述保溫持續(xù)時間的取值范圍為 lOmin~30min〇
[0022] 作為優(yōu)選，所述4A沸石的制備方法還包括以下步驟：
[0023] 對所述濾液進(jìn)行N次循環(huán)堿浸脫硅得到第N次浸出液；
[0024] 對所述第N次浸出液進(jìn)行固液分離，得到第N次濾液。
[0025] 作為優(yōu)選，所述循環(huán)次數(shù)N的取值范圍為2或3。
[0026]作為優(yōu)選，將經(jīng)過焙燒的鋁土礦置于堿溶液中，得到堿浸脫硅漿液過程中，
[0027]所述堿溶液中的堿濃度取值范圍為1 OOg/L~150g/L;
[0028]所述脫硅的溫度的取值范圍為90°C~95°C ;
[0029] 所述脫娃的時間的取值范圍為lOOmin~120min;
[0030] 所述脫硅后的液固比的取值范圍為(3~5): 1。
[0031] 作為優(yōu)選，在所述第一次浸出液中，Si02的濃度的取值范圍為30g/L~40g/L。
[0032] 作為優(yōu)選，在所述最終浸出液中，Si02的濃度的取值范圍為90g/L~100g/L。
[0033] 為了達(dá)到上述第二個目的，本發(fā)明提供的4A沸石的制備設(shè)備的技術(shù)方案如下： [0034]本發(fā)明提供的4A沸石的制備設(shè)備包括閃速沸騰爐、第一反應(yīng)容器、第二反應(yīng)容器、 固液分離裝置、鋁酸鈉溶液制備裝置、4A沸石制備裝置，
[0035]所述閃速沸騰爐用于對鋁土礦進(jìn)行焙燒；
[0036] 所述第一反應(yīng)容器用于容置經(jīng)過焙燒的鋁土礦和堿溶液，以及，經(jīng)過反應(yīng)得到的 堿浸脫硅漿液；
[0037]所述第二反應(yīng)容器用于容置對堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離得到的浸出液；
[0038]所述固液分離裝置用于對所述浸出液進(jìn)行固液分離，得到的固體為精選礦，得到 的液體為濾液；
[0039] 所述鋁酸鈉溶液制備裝置用于由所述精選礦制備得到所述鋁酸鈉溶液；
[0040] 所述4A沸石制備裝置應(yīng)用所述鋁酸鈉溶液和所述濾液作為配料，制備得到所述4A 沸石。
[0041] 為了達(dá)到上述第三個目的，本發(fā)明提供的4A沸石的技術(shù)方案如下：
[0042]本發(fā)明提供的4A沸石應(yīng)用本發(fā)明提供的制備方法和本發(fā)明提供的制備設(shè)備制備 得到。
[0043] 應(yīng)用本發(fā)明提供的4A沸石制備方法及4A沸石制備設(shè)備制備4A沸石的過程中，通過 對鋁土礦進(jìn)行閃速沸騰爐焙燒處理，能夠改變鋁土礦中鋁、硅礦物的形態(tài)和晶形構(gòu)造，特別 是改善鋁硅酸鹽礦物中硅的結(jié)晶形態(tài)，使其有晶態(tài)的鋁硅酸鹽礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)的無定型 二氧化硅，在堿溶液中選擇性的溶出，從而達(dá)到一水硬鋁石型鋁土礦脫硅和提高鋁硅比(A/ S)的目的。其不僅能夠回收一水硬鋁石的鋁，而且還能回收鋁硅酸鹽中的鋁，氧化鋁總回收 率大于98%。對所述堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離，得到的固體為精選礦，得到的液體為濾 液，應(yīng)用該精選礦制得鋁酸鈉溶液，應(yīng)用得到的鋁酸鈉溶液和該濾液，制備得到所述4A沸 石，不但杜絕了無效外排，而且節(jié)省了水玻璃的費(fèi)用，形成了高效益、無污染的環(huán)保經(jīng)濟(jì)流 程。
【附圖說明】
[0044] 通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明 的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
[0045] 圖1為本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法的步驟流程圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法過程中的物質(zhì)變化流程圖；
[0047] 圖3為本發(fā)明提供的4A沸石的制備設(shè)備的【具體實(shí)施方式】的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種一種4A沸石的制備方法及設(shè)備、該 4A沸石，其不僅能夠回收一水硬鋁石型鋁土礦中的鋁，而且還能回收鋁硅酸鹽中的鋁，氧化 鋁總回收率大于98%;應(yīng)用該方法及設(shè)備制備得到4A沸石，不但杜絕了無效外排，而且節(jié)省 了水玻璃的費(fèi)用，形成了高效益、無污染的環(huán)保經(jīng)濟(jì)流程，從而更加適于實(shí)用。
[0049] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的4A沸石的制備方法及設(shè)備、該4A沸石，其具體實(shí)施 方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的"一實(shí)施例"或"實(shí)施例"指 的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適 形式組合。
[0050] 本文中術(shù)語"和/或"，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān) 系，例如，A和/或B，具體的理解為:可以同時包含有A與B，可以單獨(dú)存在A，也可以單獨(dú)存在 B，能夠具備上述三種任一種情況。
[0051] 參見附圖1和附圖2,本發(fā)明提供的4A沸石的制備方法包括以下步驟：
[0052]步驟S1:采用閃速沸騰爐焙燒鋁土礦；
[0053] 步驟S2:經(jīng)過焙燒后，
[0054] 鋁土礦中的一水硬鋁石發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
[0057] 其中，a ' -Al2〇3是一中間產(chǎn)物，a-Al203是剛玉型氧化鋁，
[0058]鋁土礦中的含硅礦物晶發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
[0061]其中，生成的Si02為能夠與堿反應(yīng)的無定型產(chǎn)物；
[0062]步驟S3:將經(jīng)過焙燒的鋁土礦置于堿溶液中，得到浸出液；
[0063] 步驟S4:對堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離，得到的固體為精選礦；
[0064] 步驟S5:對堿浸脫硅漿液進(jìn)行固液分離，對浸出液進(jìn)行固液分離，得到的固體為精 選礦，得到的液體為濾液；
[0065] 步驟S6:用精選