CN106277001A - 一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，涉及氧化铝的制备领域，包括如下步骤：将煤矸石破碎并磨成粉末，磨成的粉末的粒度为8‑10mm；向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、3‑5份、35份‑45份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为20‑30％、熟石灰20‑30％、纯碱40‑60％；将煤矸石‑无烟煤‑石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。

Description

一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺
技术领域
本发明涉及氧化铝的制备领域，更具体的说是涉及一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺。
背景技术
在工业生产中，采用主要成分为Al2O3、SiO2的煤矸石作为制备氢氧化铝的原材料是较为常见的做法，只要脱出煤矸石中的硅元素，即可得到较为纯净的氧化铝，现有技术中，粗脱硅时，目前国际国内采用的生产氧化铝的原料均为高品位铝矿，对铝矿中Al2O3、SiO2百分比含量要求很高，其铝硅比最低要求在3：1，即对Al2O3的百分比含量最低要达到60％，SiO2的百分比含量最高不超过20％，否则，视为次品不能生产氧化铝，故而对铝矿的要求很高。而现实中，很多的矿产品中含有大量的Al2O3被技术限制却提取不出来或没有工业生产价值而被遗弃，如煤矸石、低品位铝矿(低铝高硅铝矿)、铝矿尾矿、粘土矿(Al2O3含量一般在35％—50％)等，造成了诸多资源浪费，而且，现有技术中，粗脱硅中硅的脱除率较低，一般为85％作用，给后续精脱硅增加了处理负荷。
发明内容
本发明提供一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，能有效提取出如煤矸石、低品位铝矿(低铝高硅铝矿)、铝矿尾矿、粘土矿中的Al2O3，达到资源综合利用，以解决现有技术不适用于Al2O3的质量百分比低于SiO2的煤矸石的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，包括如下步骤：
(1)向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、3-5份、35-45份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为生石灰20-30％、熟石灰20-30％、纯碱40-60％；
(2)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(3)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
更优的，所述煤矸石粉末的粒度为8-10mm。
更优的，所述煤矸石、无烟煤、石灰混合物的重量份分别为：100份、4份、40份,所述石灰混合物中各组分及其质量百分比分别为生石灰30％、熟石灰30％、纯碱40％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：加入的石灰混合粉末中同时包括生石灰、熟石灰、纯碱，即同时含有氧化钙、氢氧化钙以及碳酸钠，在混合物烧结过程中产生了水合石榴石，煤矸石中的Al2O3极易与纯碱发生化学反应形成铝酸钠，SiO2极易与生石灰、熟石灰反应形成硅酸钙，烧结后形成的铝酸钠溶于水、硅酸钙不溶于水，采用溶解、过滤的方式即可将97-98％的硅去除，可以将氧化铝中SiO2质量百分比含量降低至0.8％以下，粗脱率高，而且对原料的要求低，适应性强，易于生产。
具体实施方式
本发明的应用原理、作用与功效，通过如下实施方式予以说明。
实施例1
一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，包括如下步骤：
(1)将煤矸石破碎并磨成粉末，磨成的粉末的粒度为8-10mm；
(2)向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、5份、45份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为生石灰20％、熟石灰30％、纯碱50％；
(3)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(4)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
本实施例采用的煤矸石的主要化学成分为Al2O342％左右、SiO2 40％左右、Fe2O32％左右、钙5％左右、其它成分10％左右，加入的石灰混合粉末中同时包括生石灰、熟石灰、纯碱，即同时含有氧化钙、氢氧化钙以及碳酸钠，在混合物烧结过程中，煤矸石中的Al2O3极易与纯碱发生化学反应形成铝酸钠，SiO2极易与生石灰、熟石灰反应形成硅酸钙，烧结后形成的铝酸钠溶于水、硅酸钙不溶于水，采用溶解、过滤的方式即可将硅去除，将氧化铝中SiO2的质量百分比含量降低至0.55％，粗脱率高，而且对原料的要求低，适应性强，易于生产。
实施例2
一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，包括如下步骤：
(1)将煤矸石破碎并磨成粉末，磨成的粉末的粒度为8-10mm；
(2)向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、4份、40份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为生石灰30％、熟石灰30％、纯碱40％；
(3)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(4)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
本实施例采用的煤矸石的主要化学成分为Al2O342％左右、SiO2 40％左右、Fe2O32％左右、钙5％左右、其它成分10％左右，加入的石灰混合粉末中同时包括生石灰、熟石灰、纯碱，即同时含有氧化钙、氢氧化钙以及碳酸钠，在混合物烧结过程中，煤矸石中的Al2O3极易与纯碱发生化学反应形成铝酸钠，SiO2极易与生石灰、熟石灰反应形成硅酸钙，烧结后形成的铝酸钠溶于水、硅酸钙不溶于水，采用溶解、过滤的方式即可将硅去除，将氧化铝中SiO2的质量百分比含量降低至0.7％，粗脱率高，而且对原料的要求低，适应性强，易于生产。
实施例3
一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，包括如下步骤：
(1)将煤矸石破碎并磨成粉末，磨成的粉末的粒度为8-10mm；
(2)向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、4份、40份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为生石灰20％、熟石灰20％、纯碱60％；
(3)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(4)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
本实施例采用的煤矸石的主要化学成分为Al2O342％左右、SiO2 40％左右、Fe2O32％左右、钙5％左右、其它成分10％左右，加入的石灰混合粉末中同时包括生石灰、熟石灰、纯碱，即同时含有氧化钙、氢氧化钙以及碳酸钠，在混合物烧结过程中，煤矸石中的Al2O3极易与纯碱发生化学反应形成铝酸钠，SiO2极易与生石灰、熟石灰反应形成硅酸钙，烧结后形成的铝酸钠溶于水、硅酸钙不溶于水，采用溶解、过滤的方式即可将硅去除，将氧化铝中SiO2的质量百分比含量降低至0.5％，粗脱率高，而且对原料的要求低，适应性强，易于生产。。
实施例4
一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，包括如下步骤：
(1)向煤矸石中加入无烟煤、石灰混合物，其中煤矸石、无烟煤、石灰混合物的重量份分别为：100份、4份、40份，所述石灰混合物中各组分及其质量百分比分别为生石灰30％、熟石灰30％、纯碱40％；
(2)将煤矸石-无烟煤-石灰混合物破碎一并加入同一磨粉体系中磨成粉末，粉末粒度为8-10mm；
(3)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(4)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
本实施例采用的煤矸石的主要化学成分为Al2O342％左右、SiO2 40％左右、Fe2O32％左右、钙5％左右、其它成分10％左右，加入的石灰混合粉末中同时包括生石灰、熟石灰、纯碱，即同时含有氧化钙、氢氧化钙以及碳酸钠，在混合物烧结过程中，煤矸石中的Al2O3极易与纯碱发生化学反应形成铝酸钠，SiO2极易与生石灰、熟石灰反应形成硅酸钙，烧结后形成的铝酸钠溶于水、硅酸钙不溶于水，采用溶解、过滤的方式即可将硅去除，将氧化铝中SiO2的质量百分比含量降低至0.65％，粗脱率高，而且对原料的要求低，适应性强，易于生产。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向煤矸石粉末中加入无烟煤粉末、石灰混合粉末并混匀，其中煤矸石粉末、无烟煤粉末、石灰混合粉末的重量份分别为：100份、3-5份、35-45份，所述石灰混合粉末中各组分及其质量百分比分别为生石灰20-30％、熟石灰20-30％、纯碱40-60％；
(2)将煤矸石-无烟煤-石灰混合粉末的混合料粉加热进行得到熔融体熟料；
(3)将熔融体熟料进行稀释、溶解；溶解充分后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼进行硅的回收和利用，滤液析出氢氧化铝晶体或进行精脱硅后析出氢氧化铝晶体。
2.如权利要求1所述的一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，其特征在于：所述煤矸石粉末的粒度为8-10mm。
3.如权利要求1所述的一种氧化铝制备的烧结法粗脱硅工艺，其特征在于：所述煤矸石、无烟煤、石灰混合物的重量份分别为：100份、4份、40份,所述石灰混合物中各组分及其质量百分比分别为生石灰30％、熟石灰30％、纯碱40％。
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