CN1473762A - 利用生物发酵废气co2生产氢氧化铝的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，它以铝酸钙粉、或高铝水泥、或以铝酸钙形式存在的粉末状含铝矿物为原料，利用氢氧化物、或碳酸盐碱溶，碱溶后的混合液主要成份为铝酸盐或偏铝酸盐，过滤分离后的滤液中通入生物发酵废气CO2，反应生成氢氧化铝，通过控制通入CO2气体速度、反应温度、老化时间及终点pH制得精制氢氧化铝粉料。具有工艺简单，成本低廉，产品纯度高等优点。为生物发酵废气CO2的综合利用提供了一种新途径，有效地减少了温室效应，利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成技术领域，是一种利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺。
背景技术
近年来，我国发酵工业发展迅速，其副产品CO2产量很大，而实际回收利用率不足10％，CO2是公认的最经济的气源。在我国发酵工厂中，进行CO2回收尚属少数，如何变废为宝，减少CO2温室效应，已成为当今发酵工厂发展的环境制约因素。
现有国内外生物发酵废气CO2只用于生产干冰、合成天然气、甲醇、羧酸和内酯等产品，尚未见用于铝化工生产的报导。
目前国内氢氧化铝生产工艺为：由铝矿石与碱石灰烧结所得的铝酸钠精制液，在规定温度下通入由碱石灰烧结制得的CO2，所得分解浆液直接进行液固分离、洗涤和烘干，制得氢氧化铝。这种氢氧化铝生产工艺的不足之处在于，工艺复杂，成本高，产品纯度低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种工艺简单，成本低廉，产品纯度高的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺。
本发明是由以下技术方案来实现：一种利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特点是，它包括以下工艺步骤：
a.将粉末状含铝矿物经碱溶工序进行加热、搅拌、化学反应而成的混合液；b.将混合液经一次过滤工序进行冷却、过滤分离的滤液；c.将滤液经酸化工序通入CO2酸化反应；d.将酸化反应液经二次过滤工序进行过滤分离，过滤的滤液返回碱溶工序，过滤得到粗氢氧化铝滤饼；e.将粗氢氧化铝滤饼经干燥工序进行烘干；f.再经粉碎包装工序制成精制氢氧化铝粉料。
所说的粉末状含铝矿物为铝酸钙粉、或高铝水泥、或以铝酸钙形式存在的含铝废弃物。
所说的碱溶工序所用碱溶液为NaOH，或为Na2CO3。
采用NaOH作为碱溶液时，Al2O3与Na2O的摩尔比为：
Al2O3∶Na2O＝1∶0.8～1.4。
采用Na2CO3作为碱溶液时，Al2O3与Na2CO3的摩尔比为：
Al2O3∶Na2O＝1∶1～1.5。
碱溶工序中：反应温度为： 100～150℃。
反应时间为： 3～10小时。
反应压力为： 常压或0.1～0.5MPa。
一次过滤工序中：过滤温度为： 30～80℃。
酸化工序中：Al2O3与CO2的摩尔比为：Al2O3∶CO2＝1∶1.1～1.9。
酸化工序中： 通入CO2气体温度为： 30～80℃。
通入CO2气体量为： 50～200m3/m3滤液。
通入CO2气体时间为： 9～600分钟。
本发明的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，具有以下特点：
1.生物发酵CO2废气来源易得；
2.含铝矿物来源广泛；
3.本发明的碱溶与现有技术的碱石灰烧结相比，节省能源，工艺简单，成本低廉，产品纯度高；
4.酸化生产工序可根据生产需要，控制不同的PH为作业终点，从而控制Na2CO3、NaHCO3两种副产品的产量。Na2CO3可重复使用；
5.本发明的工艺为生物发酵废气CO2的综合利用提供了一种新途径，能够有效地减少温室效应，利于环境保护；
6.利用本发明的生产工艺生产的氢氧化铝产品优于GB/T4294-1997标准。
附图说明
图1为利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺流程图。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明作进一步描述。
参照图1，利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺步骤为：
将铝酸钙粉、或高铝水泥、或以铝酸钙形式存在的粉末状含铝矿物(以Al2O3计)经NaOH，或Na2CO3溶液的碱溶工序进行加热、搅拌、化学反应而成的混合液；将混合液经一次过滤工序进行冷却、过滤分离滤液；其滤渣另行处理；将过滤分离的滤液经酸化工序通入CO2酸化反应，在酸化过程可分段进行，酸化中期可减少CO2量，也可采用多级串联，提高CO2利用率；将酸化反应液经二次过滤工序进行过滤分离，过滤的滤液Na2CO3返回碱溶工序重复使用，过滤得到粗氢氧化铝滤饼；将粗氢氧化铝滤饼经干燥工序进行烘干；再经粉碎包装工序制成精制氢氧化铝粉料。
采用NaOH作为碱溶液时，Al2O3与Na2O的摩尔比为：
Al2O3∶Na2O＝1∶0.8～1.4。
采用Na2CO3作为碱溶液时，Al2O3与Na2CO3的摩尔比为：
Al2O3∶Na2O＝1∶1～1.5。
碱溶工序中： 反应温度为： 100～150℃。
反应时间为： 3～10小时。
反应压力为： 常压或0.1～0.5MPa。
碱溶工序化学反应方程式：
一次过滤工序中：过滤温度为： 30～80℃。
酸化工序中：Al2O3与CO2的摩尔比为：Al2O3∶CO2＝1∶1.1～1.9。
酸化工序中： 通入CO2气体温度为： 30～80℃。
通入CO2气体量为： 50～200m3/m3滤液。
通入CO2气体时间为： 9～600分钟。
酸化工序化学反应方程式：
实施例：以高铝水泥为原料生产氢氧化铝。碱溶工序条件：
1.原料规格
高铝水泥(以Al2O3计) 50～54％
工业碳酸钠(Na2CO3) ≥96％
2.原料重量比
高铝水泥∶Na2CO3∶H2O＝324∶240∶2000
3.碱溶过程控制
反应温度为： 100～150℃
反应时间为： 4小时
反应压力为： 常压
搅拌速度为： 120转/分
滤液PH： 12.0～13.5
碱溶后的固液混合物经一次过滤，过滤温度40～60℃，过滤后所得滤液即为铝酸钠或偏铝酸钠精制液，用于酸化工序生产氢氧化铝，精制液Al2O3含量≥30％，所得精制液体积1700ml。酸化工艺条件：
1.原材料
碱溶工序精制液
生物发酵废气CO2
2.酸化过程控制
通入CO2气体温度为： 30～40℃
通入CO2气体时间为： 9～20min
通入CO2气体压力为： 0.05MPa
通入CO2气体量为： 50～100m3/m3滤液控制反应终点PH： 10～12.5酸化后的固液混合物经二次过滤，过滤温度20～40℃，得粗氢氧化铝滤饼，经适量水冲洗的粗氢氧化铝滤饼经干燥工序进行烘干，再经粉碎包装工序制成纯氢氧化铝粉料212g。3.纯氢氧化铝分析结果
| 产品名称 | 化学成份％ | ||||
| Al2O3≥ | 灼减≤ | 杂质含量≤ | |||
| SiO2 | Fe2O3 | Na2O | |||
| 国优标准 | 64.5 | 35 | 0.02 | 0.02 | 0.4 |
| 试验产品 | 64.8 | 34.88 | 0.05 | 0.08 | 0.19 |
Claims (10)
1.一种利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，它包括以下工艺步骤：
a.将粉末状含铝矿物经碱溶工序进行加热、搅拌、化学反应而成的混合液；
b.将混合液经一次过滤工序进行冷却、过滤分离的滤液；
c.将滤液经酸化工序通入CO2酸化反应；
d.将酸化反应液经二次过滤工序进行过滤分离，过滤的滤液返回碱溶工序，过滤得到粗氢氧化铝滤饼；
e.将粗氢氧化铝滤饼经干燥工序进行烘干；
f.再经粉碎包装工序制成精制氢氧化铝粉料。
2.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的粉末状含铝矿物为铝酸钙粉、或高铝水泥、或以铝酸钙形式存在的含铝废弃物。
3.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的碱溶工序所用碱溶液为NaOH。
4.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的碱溶工序所用碱溶液或为Na2CO3。
5.根据权利要求1或3所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，采用NaOH作为碱溶液时，Al2O3与NaOH的摩尔比为：Al2O3∶Na2O＝1∶0.8～1.4。
6.根据权利要求1或4所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，采用Na2CO3作为碱溶液时，Al2O3与Na2CO3的摩尔比为：A12O3∶Na2O＝1∶1～1.5。
7.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的碱溶工序中，反应温度为：100～150℃，反应时间为：3～10小时，反应压力为：常压或0.1～0.5MPa。
8.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的一次过滤工序中，过滤温度为：30～80℃。
9.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的酸化工序中，通入CO2气体温度为：30～80℃，通入CO2气体量为：50～200m3/m3滤液，通入CO2气体时间为：9～600分钟。
10.根据权利要求1所述的利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝的工艺，其特征是，所说的酸化工序中，Al2O3与CO2的摩尔比为：Al2O3∶CO2＝1∶1.1～1.9。
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| CN102198367A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-09-28 | 青岛科技大学 | 一种固碳制碱造土治沙技术 |
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