CN102145909A - 一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，步骤如下：a)将糊状铝矿石粉与浓硫酸加入到反应釜中进行化学反应；b)将固液混合物排放至稀释罐中稀释、降温；c)将固液混合物输送到压滤机中压滤得到硫酸铝溶液；d)将硫酸铝溶液进行酸碱中和，即得液态硫酸铝产品；e)将硫酸铝溶液加温蒸发；f)将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。其优点是：不使用现有的沉降法，而直接压滤固液混合物得到液态硫酸铝产品，它含水分少，蒸发时可节省大量热能，降低成本；工期为半小时，缩短生产周期，省力高效；还可直接压滤固液混合物，得到硫酸铝溶液；无需蒸发，将它直接输送至结晶钢带上风吹、水冷即可得固态硫酸铝。
Description
技术领域
本发明属于无机化工材料制造技术领域，具体涉及一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺。
背景技术
硫酸铝作为一种无机盐产品，其在工业上的应用非常广泛，主要用作造纸工业的施胶剂及饮用水净化、工业用水净化、工业废水处理中的絮凝剂，另外还可应用于净化脂肪和油类、药物化妆品、灭火剂、鞣革以及生产各种复式铝盐等。铝矿石的主要成分包括氧化铝及二氧化硅，使用铝矿石制备硫酸铝主要是其中的氧化铝与硫酸反应产生硫酸铝。目前，其生产工艺大多是：将铝矿石粉碎成颗粒，置于一反应釜中，加入一定浓度的硫酸；搅拌数小时，使其充分进行化学反应；将反应所得的固液混合物实施降温、稀释，经输送管道，送入沉降池中；为防止该固液混合物结晶在沉降池中而无法清除，需要在沉降池中加入大量的常温水，并使用空压机将水持续翻腾，这样，使得该固液混合物的浓度、温度得以降低；沉降数日，待固液分离后，将液体输出，即得到一定浓度的液态硫酸铝；再将液态硫酸铝输送至蒸发器中，经加热蒸发掉多余水分后，将其输送结晶钢带上，经过风冷、冷水降温，即可制得固态硫酸铝。现有技术方案存在如下缺陷：生产液态硫酸铝时，反应釜中排放出的固液混合物在沉降池中的沉降时间一般为1～2天，方得到一部分硫酸铝溶液；而且因其中的固体物内尚含有大量的硫酸铝，必须进行再次甚至多次冲洗而取得其中余留的硫酸铝，因此工期漫长，生产效率低下，导致产品成本巨大，价格居高不下；生产固态硫酸铝时，还因为其所用的液态硫酸铝中含有大量水分，而且处于常温状态，在蒸发过程中，需要大量热能，所以进一步增加了生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种生产周期短、制造成本低、生产效率高的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物排放至盛有适量水的稀释罐中，进行稀释、降温，使得固液混合物的密度为1.30～1.60吨/立方米；
c)使用输送泵将稀释罐中的固液混合物，输送到压滤机中；经过压滤，排除废渣，得到硫酸铝溶液，其密度为1.20～1.50吨/立方米。
优选的，还包括步骤d)：将硫酸铝溶液输送到中和池，进行酸碱中和，即可生产出液态硫酸铝产品。
优选的，步骤b)中，固液混合物的密度为1.35～1.45吨/立方米。
优选的，步骤c)中，所述输送泵可以为双向离心泵；硫酸铝溶液的密度为1.25～1.40吨/立方米。
优选的，步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
优选的，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.35MPa。
一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物排放至稀释保温罐中，加入少量水进行稀释、降温，保持稀释保温罐的温度在20～120℃；
c)使用输送泵经过保温管道，将稀释保温罐中温度在20～120℃的固液混合物，输送到压滤机；经过压滤，排除废渣，得到温度在20～100℃、密度为1.25～1.40吨/立方米的硫酸铝溶液；
d)将上述得到的硫酸铝溶液，直接管道输送至蒸发器中，进行酸碱中和；
e)将硫酸铝溶液加温蒸发到110～130℃；
f)将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
优选的，步骤b)中，保持稀释保温罐的温度在70～120℃；
优选的，步骤c)中，所述输送泵可以为双向离心泵；稀释保温罐中的固液混合物温度在100～120℃；得到的硫酸铝溶液的温度为90～100℃。
优选的，步骤e)中，硫酸铝溶液加温蒸发到118℃。
优选的，步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
优选的，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.35MPa。
一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物，经过保温管道输送至保温输送泵；保温管道、保温输送泵保持在80～200℃的状态；
c)由输送泵经保温管道将固液混合物输送到保温压滤机；保温管道、保温输送泵、保温压滤机保持在80～200℃的状态；
保温管道、保温输送泵、保温压滤机在其内部通入蒸汽，或在其外部增设夹层进行加热保温，或在其外部使用电加热装置；
d)经过保温压滤机压滤，排除废渣，得到温度在110～130℃的硫酸铝溶液；
e)将压滤后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
优选的，步骤b)中，保温输送泵为保温双向离心泵；保温管道、保温输送泵保持在145～155℃的状态。
优选的，步骤c)中，保温管道、保温输送泵、保温压滤机保持在145～155℃的状态。
优选的，步骤d)中，得到的硫酸铝溶液温度为118℃。
优选的，步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
优选的，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.27MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)不使用传统的沉降方式，而直接用压滤方式，将反应釜中的固液混合物经稀释罐、输送泵(可以为双向离心泵)输送到压滤机中，经压滤生产出液态硫酸铝产品，整个操作时间为半小时左右，大大缩短了生产周期，既节省了人力物力，又提高了生产效率；2)因所用的液态硫酸铝中含有少量水分，在蒸发过程中，节省了大量热能，降低了生产成本；3)直接用压滤方式，将反应釜中的固液混合物经保温输送泵、保温管道、保温压滤机，先得到硫酸铝溶液；无需进行蒸发，将处于高温的硫酸铝溶液直接输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。这样，大大缩短了生产周期，既节省了人力物力，又提高了生产效率；节省了大量热能，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步描述：
实施例一
一种以铝矿石制备液态硫酸铝的生产工艺，步骤为：将铝矿石使用粉碎机粉碎后，输送至储料仓，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的颗粒度小于50～60目的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水按照质量百分比为1∶1～0.8的比例混合，进行充分搅拌混匀后输送到反应釜中；加入93～98％浓硫酸到反应釜中，其中，上述糊状铝矿石粉与浓硫酸的质量百分比为1∶1；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.27MPa；
将反应釜中的固液混合物排放至盛有适量水的稀释罐中，进行稀释、降温，使得固液混合物的密度为1.30～1.35吨/立方米；使用双向离心泵将稀释罐中的固液混合物，输送到压滤机中；经过压滤，排除废渣，得到硫酸铝溶液，其密度为1.30～1.35吨/立方米；将硫酸铝溶液输送到中和池，进行酸碱中和，即可生产出液态硫酸铝产品。
实施例二
一种以铝矿石制备固态硫酸铝的生产工艺，步骤为：将铝矿石使用粉碎机粉碎后，输送至储料仓，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的颗粒度小于50～60目的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水按照质量百分比为1∶1～0.8的比例混合，进行充分搅拌混匀后输送到反应釜中；加入93～98％浓硫酸到反应釜中，其中，上述糊状的铝矿石粉与浓硫酸的质量百分比为1∶1；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.27MPa；
将反应釜中的固液混合物排放至稀释保温罐中，加入少量水进行稀释、降温，保持稀释保温罐的温度在100～120℃，具体温度要根据固液混合物的比重决定；
使用双向离心泵经过保温管道，将稀释保温罐中温度在100～120℃范围内的固液混合物，输送到压滤机；经过压滤，排除废渣，得到温度大致在90～100℃的硫酸铝溶液；将此时所得到的硫酸铝溶液，直接管道输送至蒸发器中，进行酸碱中和；将硫酸铝溶液加温蒸发到118℃即可；将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
实施例三
一种以铝矿石制备固态硫酸铝的生产工艺，步骤为：将铝矿石使用粉碎机粉碎后，输送至储料仓，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的颗粒度小于50～60目的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水按照质量百分比为1∶1～0.8的比例混合，进行充分搅拌混匀后输送到反应釜中；加入93～98％浓硫酸到反应釜中，其中，上述糊状的铝矿石粉与浓硫酸的质量百分比为1∶1；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.27MPa；
将反应釜中的固液混合物经过保温管道输送至保温双向离心泵，再经保温管道将固液混合物输送到保温压滤机；保温管道、保温输送泵、保温压滤机保持在145～155℃的状态；所述保温管道、保温输送泵、保温压滤机，就是在管道、输送泵、压滤机的内部通入蒸汽，或在其外部增设夹层进行加热保温，或在其外部使用电加热装置，就可以实现；
经过保温压滤机压滤，排除废渣，得到温度在118℃的硫酸铝溶液；将压滤后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
硫酸溶液与铝矿石粉所含的氧化铝在反应釜中进行化学反应，生成了硫酸铝溶液，其化学反应式为：Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (18)
1.一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物排放至盛有适量水的稀释罐中，进行稀释、降温，使得固液混合物的密度为1.30～1.60吨/立方米；
c)使用输送泵将稀释罐中的固液混合物，输送到压滤机中；经过压滤，排除废渣，得到硫酸铝溶液，其密度为1.20～1.50吨/立方米。
2.根据权利要求1所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：还包括步骤d)：将硫酸铝溶液输送到中和池，进行酸碱中和，即可生产出液态硫酸铝。
3.根据权利要求2所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤b)中，固液混合物的密度为1.35～1.45吨/立方米。
4.根据权利要求3所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤c)中，所述输送泵可以为双向离心泵；硫酸铝溶液的密度为1.25～1.40吨/立方米。
5.根据权利要求1至4任一所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
6.根据权利要求5所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.35MPa。
7.一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物排放至稀释保温罐中，加入少量水进行稀释、降温，保持稀释保温罐的温度在20～120℃；
c)使用输送泵经过保温管道，将稀释保温罐中温度在20～120℃的固液混合物，输送到压滤机；经过压滤，排除废渣，得到温度在20～100℃、密度为1.25～1.40吨/立方米的硫酸铝溶液；
d)将上述得到的硫酸铝溶液，直接管道输送至蒸发器中，进行酸碱中和；
e)将硫酸铝溶液加温蒸发到110～130℃；
f)将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
8.根据权利要求7所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤b)中，保持稀释保温罐的温度在70～120℃。
9.根据权利要求8所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤c)中，所述输送泵可以为双向离心泵；稀释保温罐中的固液混合物温度在100～120℃；得到的硫酸铝溶液的温度为90～100℃。
10.根据权利要求9所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤e)中，硫酸铝溶液加温蒸发到118℃。
11.根据权利要求7至10任一所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
12.根据权利要求11所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.35MPa。
13.一种以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
a)将铝矿石加工成粉状，将铝矿石粉与一定量的水混匀，输送到反应釜中，按照一定比例加入浓硫酸，搅拌、混匀，使之进行充分的化学反应；
b)将反应釜中的固液混合物，经过保温管道输送至保温输送泵；保温管道、保温输送泵保持在80～200℃的状态；
c)由输送泵经保温管道将固液混合物输送到保温压滤机；保温管道、保温输送泵、保温压滤机保持在80～200℃的状态；
保温管道、保温输送泵、保温压滤机在其内部通入蒸汽，或在其外部增设夹层进行加热保温，或在其外部使用电加热装置；
d)经过保温压滤机压滤，排除废渣，得到温度在110～130℃的硫酸铝溶液；
e)将压滤后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固态硫酸铝。
14.根据权利要求13所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤b)中，保温输送泵为保温双向离心泵；保温管道、保温输送泵保持在145～155℃的状态。
15.根据权利要求14所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤c)中，保温管道、保温输送泵、保温压滤机保持在145～155℃的状态。
16.根据权利要求15所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤d)中，得到的硫酸铝溶液温度为118℃。
17.根据权利要求13至16任一所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：步骤a)中，将铝矿石使用粉碎机粉碎后，使用50～60目筛子进行筛选；将筛选好的铝矿石粉加入到盛水混合器中，其中的铝矿石粉与水的质量百分比为1∶1～0.8，进行充分搅拌后输送到反应釜中；按照与该糊状铝矿石粉的质量百分比为1∶0.1～1的比例，将93～98％浓硫酸加入到反应釜中；将上述混合物进行搅拌，使之进行充分的化学反应2～3小时；此时，反应釜中的温度为100～160℃，压力为0.1～0.5MPa。
18.根据权利要求17所述的以铝矿石制备硫酸铝的生产工艺，其特征在于：反应釜中的温度为145～155℃，压力为0.25～0.27MPa。
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