CN1323741A - 氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺 - Google Patents
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Abstract
一种氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺,将固体氢氧化钠加入耐碱反应器,加热熔化,按比例加入铝土矿粉,搅拌,继续加热熔融,在320－650℃保持0.25至5小时,取出熔块,加水煮沸浸出、过滤,弃去赤泥滤渣,将滤液转入碳化塔,通入CO2气,使滤液中的偏铝酸钠转化为碳酸钠并水解沉淀出氢氧化铝,过滤,洗净残留在沉淀中的钠盐,压干水份后得产品氢氧化铝,将碳酸钠滤液转入苛化槽,加石灰苛化回收氢氧化钠,本法适用于用铝土矿制备氢氧化铝。
Description
本发明涉及氢氧化铝的制备工艺，特别是一种氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺。
三氧化二铝是电解铝的原料，它由氢氧化铝煅烧脱水制备，现有技术中制备氢氧化铝的方法是先用铝土矿与强碱反应生成偏铝酸钠溶液，再将二氧化碳通入溶液，使偏铝酸钠水解生成氢氧化铝沉淀，因此，如何用铝土矿制备偏铝酸钠溶液就成为工业生产氢氧化铝以及电解铝的基础，用铝土矿制备偏铝酸钠溶液，当前存在烧结法和拜尔法两种不同的工艺，烧结法系将铝土矿粉与石灰石粉和碳酸钠粉混匀加水制成浆料，高压喷入回转窑，在1200℃烧结，生成偏铝酸钠固体，再破碎浸出制备偏铝酸钠溶液，近年有人提出可用石灰代替石灰石粉，方法是加少量水将铝土矿、碳酸钠和石灰的混合物制成团块，置于竖炉内煅烧生成偏铝酸钠，再破碎加水浸出，制备偏铝酸钠溶液。
拜尔法的要点是使铝土矿粉与氢氧化钠溶液在摄氏300多度和50-60大气压力下反应生成偏铝酸钠溶液，由于技术指标先进，经济效益好，拜尔法已成为流行的氧化铝生成工艺，但是因为拜尔法工厂采用高温高压蒸汽操作，安全生产要求严格，需要进口大型设备，基建投资大，建设周期长，适合兴办大型企业，尽管我国铝土矿资源丰富，但因经济不发达，短时间内无法筹集大量资金兴办众多氧化铝厂，因而每年需要进口几十万吨氧化铝。
本发明的目的在于：提供一种氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺，它使用液态氢氧化钠熔融处理铝土矿粉，再用水浸出制备偏铝酸钠溶液，达到无需高温高压、设备简单、操作方便的目的。
本发明的构成：
一、碱熔、加热蒸发回收氢氧化钠：A、将固体氢氧化钠置于耐碱反应器中，加热至320℃-650℃，使它熔化成液态，将破碎至规定粒度的铝土矿粉放入，搅拌，使铝土矿粉与液态氢氧化钠混合均匀，继续加热保温熔融15分钟至5小时，使矿石中的三氧化二铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠；
B、取出已反应好的偏铝酸钠熔块，放入浸出槽，加水加热溶解，过滤，将偏铝酸钠滤液转入碳化塔，弃去赤泥滤渣；
C、向碳化塔通入二氧化碳气，偏铝酸钠溶液吸收二氧化碳后转化为碳酸钠溶液，同时析出氢氧化铝沉淀，过滤，将碳酸钠溶液转入苛化槽；用清水洗净残留在氢氧化铝滤饼中的钠盐，并压干水份，即得到产品氢氧化铝；
D、将石灰放入苛化槽，常温搅拌0.5-5小时，使碳酸钠转化为氢氧化钠，过滤，弃去碳酸钙滤渣，将氢氧化钠溶液转入蒸发锅；
E、加热蒸发锅除净水份，得到熔融状的液态氢氧化钠，将此氢氧化钠送回工序A之耐碱反应器，重新用于碱熔铝土矿制备氢氧化铝。
二、浸出：A、铝土矿粉之规定粒度为-40目至-300目；B、可以直接使用含有化合水的铝土矿生料粉，也可以使用已脱除化合水后的铝土矿熟料粉，脱除化合水的方法是将铝土矿置于900-1000℃的加热炉内灼烧1-2小时；C、氢氧化钠的用量由铝土矿中的三氧化二铝的含量决定，理论用量按反应式(1)计算，实际用量是理论用量的1.2至4倍。
三、碳化沉淀：浸出偏铝酸钠时之固液比为1比2至1比10，浸出时的温度为50℃至溶液沸腾，浸出时间为10分钟至2小时。
四、苛化：苛化时石灰用量决定于被苛化液中之碳酸钠含量，理论用量按化学反应式(2)计算，实际用量为理论用量的1.5至2.5倍。
与现有技术比较，本发明工艺简单，无需高温高压操作，设备简单，操作方便，在技术经济指标优于或等于拜尔法的前提下无需进口设备，投资少，建厂周期短，适合兴办中小型氧化铝厂，服合我国国情，有应用前景。
附图是氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺流程图。
本发明的实施例：贵州清镇铝土矿磨至-200目，置于马弗炉中于900℃煅烧1小时，脱去矿石内水使成熟料，此熟料含Al2O383.51％。
铁坩埚6个，每个坩埚加熟料5.0009，加NaoH8g，置马弗炉中加热至500℃，将坩埚逐个移至炉门边，用细铁丝搅匀内容物后再移进炉中，继续加热到550℃保温1.5小时，取出，用200ml水逐个煮沸浸取6个坩埚中的偏铝酸钠，取样化验计算得熟料中Al2O3的碱熔浸取率为96.4％。
过滤，弃去赤泥渣，将偏铝酸钠溶液转入500ml量筒，通CO2得到白色氢氧化铝沉淀，待氢氧化铝沉淀完全，停止通CO2，过滤，清水洗涤沉淀，压干得氢氧化铝37.59，将碳酸钠滤液转入500ml烧杯，加石灰70g搅拌2.5小时，弃去碳化酸钙渣，滤液转入不锈钢口杯，在不断搅拌的条件下，加热蒸发除水，直至杯内液体温度超过320℃停止加热，冷后得到氢氧化钠凝块。
Claims (4)
1、一种氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺，其特征在于：
A、将固体氢氧化钠置于耐碱反应器中，加热至320℃-650℃，使它熔化成液态，将破碎至规定粒度的铝土矿粉放入，搅拌，使铝土矿粉与液态氢氧化钠混合均匀，继续加热保温熔融15分钟至5小时，使矿石中的三氧化二铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠；
B、取出已反应好的偏铝酸钠熔块，放入浸出槽，加水加热溶解，过滤，将偏铝酸钠滤液转入碳化塔，弃去赤泥滤渣；
C、向碳化塔通入二氧化碳气，偏铝酸钠溶液吸收二氧化碳后转化为碳酸钠溶液，同时析出氢氧化铝沉淀，过滤，将碳酸钠溶液转入苛化槽；用清水洗净残留在氢氧化铝滤饼中的钠盐，并压干水份，即得到产品氢氧化铝；
D、将石灰放入苛化槽，常温搅拌0.5-5小时，使碳酸钠转化为氢氧化钠，过滤，弃去碳酸钙滤渣，将氢氧化钠溶液转入蒸发锅；
E、加热蒸发锅除净水份，得到熔融状的液态氢氧化钠，将此氢氧化钠送回工序A之耐碱反应器，重新用于碱熔铝土矿制备氢氧化铝。
2、根据权利要求1所述的氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺，其特征在于：A、铝土矿粉之规定粒度为-40目至-300目；B、可以直接使用含有化合水的铝土矿生料粉，也可以使用已脱除化合水后的铝土矿熟料粉，脱除化合水的方法是将铝土矿置于900-1000℃的加热炉内灼烧1-2小时；C、氢氧化钠的用量由铝土矿中的三氧化二铝的含量决定，理论用量按反应式(1)计算，实际用量是理论用量的1.2至4倍。
3、根据权利要求1所述的氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺，其特征在于：浸出偏铝酸钠时之固液比为1比2至1比10，浸出时的温度为50℃至溶液沸腾，浸出时间为10分钟至2小时。
4、根据权利要求1所述的氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺，其特征在于：苛化时石灰用量决定于被苛化液中之碳酸钠含量，理论用量按化学反应式(2)计算，实际用量为理论用量的1.5至2.5倍。
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