CN110563011A - 一种氧化铝制备用的脱硅剂及其制备方法 - Google Patents

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李军旗
徐树涛
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周江筑
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徐本军
毛小浩
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Abstract

本发明公开了一种氧化铝制备用的脱硅剂及其制备方法，所述脱硅剂由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成。其方法是先将赤泥和脱硅渣分别烧结，然后研磨成粉；将制得的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，得脱硅剂。本发明的脱硅剂具有成本低的特点，此外，还具有脱硅剂活性好，脱硅效果好，溶液中铝的损耗小，废渣综合利用的特点。

Description

一种氧化铝制备用的脱硅剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化铝生产过程脱硅技术，特别是一种对中低品位铝土矿进行脱硅提高矿石铝硅比的加工工艺。
背景技术
我国优质铝土矿日趋匮乏，矿石氧化铝品位降低往往会造成硅含量增加，矿石中硅含量较高时，造成碱和铝损失增加，易于在管道与热交换器表面形成结疤，不利于生产，在铝酸钠溶液中残留的硅增多，晶种分解之前需要进行深度脱硅，当前工业上采用添加石灰进行两段脱硅，研究的热点主要集中在利用水合铝酸钙与水合硫铝酸钙，仅限于实验室研究，成本相对较高。
我国中低品位铝土矿（A/S＜5）储量丰富，由于主要杂质硅、铁和钛等含量较高，不利于拜耳法生产，需要对矿石进行脱硅处理，提高其A/S，结合当前研究现状，悬浮焙烧-常压碱浸脱硅是一个具有潜力的处理方式，要实现脱硅液的循环利用，必然要对含硅碱液进行脱硅处理，由于脱硅液中的硅浓度较高，采用石灰脱硅，添加量较大，导致成本升高。
赤泥是氧化铝生产过程中所产生的废渣，大致1吨氧化铝产出1.0—1.5吨赤泥，中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨，现目前对于赤泥的治理，已经是解决环境问题时必须面对的问题。脱硅渣，是指利用石灰对常压脱硅碱液进行脱硅处理后获得的固体物质称为一次脱硅渣。赤泥与脱硅渣均含具有高钙、高硅的特点，其中钙是化学脱硅的主要成分，而硅具有晶种效应，同时起到吸附脱硅作用。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰具有高铝高硅的特点，主要组成为：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、TiO2等，尤其是流化床产生的粉煤灰，需要添加石灰固硫，使得钙含量增加，提高脱硅活性，同时可以降低脱硅过程铝的损耗。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。
脱硅过程就是使溶液中过饱和的硅酸钠转化为沉淀析出，因此，必须用脱硅剂对溶出液进行脱硅。含硅的铝酸钠溶液的脱硅已有不少研究，国内外对脱硅剂的研究主要集中在低碱浓度铝酸钠溶液体系下，有氧化钙、水合硫铝酸钙等，前者易于获得且经济，但添加量较大、反应效率较低；后者脱硅效果好但价格较高。而且上述脱硅剂都要用到氧化钙，氧化钙不可再生且价格一直上涨。
因此，如何降低脱硅剂的成本，开发一种成本更低的脱硅剂，同时满足上述两种含硅碱液的脱硅需求，对于促进氧化铝行业的发展十分重要。
发明内容
本发明的目的在于，一种氧化铝制备用的脱硅剂及其制备方法。本发明的脱硅剂具有成本低的特点，此外，还具有脱硅剂活性好，脱硅效果好，溶液中铝的损耗小，废渣综合利用的特点。
本发明的技术方案：一种氧化铝制备用的脱硅剂，由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成。
前述的氧化铝制备用的脱硅剂，所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰按任意比混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的30-80%，余量为石灰。
前述的氧化铝制备用的脱硅剂，所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的50-80%。
前述的氧化铝制备用的脱硅剂，所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的80%。
前述的氧化铝制备用的脱硅剂，所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比1:1:1混合。
一种制备前述的氧化铝制备用的脱硅剂的方法，包括如下步骤：
（1）将赤泥和脱硅渣分别烧结，然后研磨成粉；
（2）将步骤（1）制得的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，得脱硅剂。
前述的制备氧化铝制备用的脱硅剂的方法，所述赤泥和脱硅渣是在400-600℃烧结10-60min。
前述的制备氧化铝制备用的脱硅剂的方法，所述赤泥和脱硅渣是在500℃烧结30min。
本发明的有益效果
本发明的脱硅剂采用赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰混合制成，由于赤泥和脱硅渣本身就是氧化铝制备过程中产生的废渣，同时，粉煤灰也是一种对环境污染较大的废渣，需要花费人力物力进行处理。因此，本发明以这几种原料来作为氧化铝制备过程中的脱硅剂，大大降低了石灰的用量，降低了脱硅的成本。
另外，本发明的脱硅剂是一种复配剂，同时具有晶种效应与吸附作用，其脱硅活性比纯石灰更好，并具有脱硅效果好、成本低廉的优点，脱硅渣通过焙烧改性后可继续作为脱硅剂制备原料，实现循环利用，降低了废渣对环境的污染；此外，本发明的脱硅剂还能够降低溶液中的Al的损耗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种氧化铝制备用的脱硅剂，由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成，其中赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比1:1:1混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的80%，余量为石灰。
实施例2：一种氧化铝制备用的脱硅剂，由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成，其中赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比10:1:1混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的30%，余量为石灰。
实施例3：一种氧化铝制备用的脱硅剂，由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成，其中赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比1:10:1混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的40%，余量为石灰。
实施例4：一种氧化铝制备用的脱硅剂，由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成，其中赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比1:1:10混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的60%，余量为石灰。
实施例5：上述氧化铝制备用的脱硅剂的制备方法，是先将赤泥和脱硅渣分别在500℃烧结30min，然后研磨成粉；将研磨好的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，分别采用实施例1和实施例2配方所制得的脱硅剂，对拜耳系统粗液进行脱硅，脱硅剂添加5g/L时，精液的硅量指数均可到达700以上；对矿石焙烧-碱浸脱硅后的含硅碱液进行脱硅，当脱硅剂添加10g/L时，脱硅率分别到达86%、92%。
实施例6：上述氧化铝制备用的脱硅剂的制备方法，是先将赤泥和脱硅渣分别在400℃烧结60min，然后研磨成粉；将研磨好的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，采用实施例3配方所制得的脱硅剂，对拜耳系统粗液进行脱硅，脱硅剂添加5g/L时，精液的硅量指数到达700以上；对矿石焙烧-碱浸脱硅后的含硅碱液进行脱硅，当脱硅剂添加10g/L时，脱硅率到达93%。
实施例7：上述氧化铝制备用的脱硅剂的制备方法，是先将赤泥和脱硅渣分别在600℃烧结10min，然后研磨成粉；将研磨好的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，采用实施例4配方所制得的脱硅剂，对拜耳系统粗液进行脱硅，脱硅剂添加5g/L时，精液的硅量指数到达800以上；对矿石焙烧-碱浸脱硅后的含硅碱液进行脱硅，当脱硅剂添加10g/L时，脱硅率到达94%。

Claims (8)

1.一种氧化铝制备用的脱硅剂，其特征在于：由赤泥、脱硅渣、粉煤灰和石灰组成。
2.根据权利要求1所述的氧化铝制备用的脱硅剂，其特征在于：所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰按任意比混合，赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的30-80%，余量为石灰。
3.根据权利要求2所述的氧化铝制备用的脱硅剂，其特征在于：所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的50-80%。
4.根据权利要求1所述的氧化铝制备用的脱硅剂，其特征在于：所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰的质量和占脱硅剂总质量的80%。
5.根据权利要求2所述的氧化铝制备用的脱硅剂，其特征在于：所述赤泥、脱硅渣和粉煤灰按质量比1:1:1混合。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的氧化铝制备用的脱硅剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将赤泥和脱硅渣分别烧结，然后研磨成粉；
（2）将步骤（1）制得的赤泥粉和脱硅渣粉与粉煤灰和石灰混合均匀，得脱硅剂。
7.根据权利要求6所述的制备氧化铝制备用的脱硅剂的方法，其特征在于：所述赤泥和脱硅渣是在400-600℃烧结10-60min。
8.根据权利要求7所述的制备氧化铝制备用的脱硅剂的方法，其特征在于：所述赤泥和脱硅渣是在500℃烧结30min。
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