专利名称：在硫酸铝生产过程中除铁的方法
技术领域：
本发明涉及一种铝的硫酸盐的生产方法。更具体地说属于一种在硫酸铝生产过程中除铁的方法。
硫酸铝是一种重要的化工原料，用途十分广泛。但是由于生产硫酸铝的原料含铝矿物中大多不同程度含有氧化铁，这些氧化铁的存在直接影响着现行酸浸法生产硫酸铝的产品质量，限制了其用途为了将硫酸铝中的主要杂质铁去除，国内外已有不少方法。如重结晶法、化学沉淀法、有机溶剂萃取法、离子交换法等。但这些方法都需要在已有生产线外另建一套处理设施，这样必然使生产设备投资加大，产品成本增高，难以在国内外现行工业生产中推广使用。在《化工小商品生产法》(湖南科学技术出版社)中介绍了一种用高锰酸钾和硫酸锰溶液处理硫酸铝工业产品的除铁方法，以制取少量试剂级硫酸铝。其主要步骤是将工业硫酸铝产品溶于纯水中，用氢氧化铝粉调PH值至3，再加入KMnO4和MnSO4溶液反应半小时，分离出二氧化锰与氢氧化铁的“共沉淀物”，所得滤液呈微黄色，浓缩至一定程度使产品结晶，过滤，从中提取少部分产品，收率很低。该方法需一套单独处理设备。另外在工业生产中大量使用纯水，也很难实现，故不适合大工业生产。
本发明的目的在于提供一种不需改变原有硫酸铝生产工艺，不需另建处理设施，只在原有生产工艺中稍作改变便可实施，而且投资很少，除铁效果好，所得产品纯度高的在硫酸铝生产过程中除铁的方法。
本发明所提供的在硫酸铝生产过程中除铁的方法，其特征在于包括下列步骤(一)在含铝矿物酸浸反应完毕，控制PH值于2.0至3.0之间，在酸浸液中按含铝矿物中铁摩尔量的0.1-1.0倍加入浓度为5-20%的高锰酸钾溶液，于80-100℃下反应15-25分钟，再按已加入高锰酸钾摩尔量的1.2-2.0倍加入浓度为5-20%的硫酸锰溶液，于80-100℃下继续反应15-25分钟，然后加入硫酸铝生产中常用的紫凝剂沉降分离;
(二)将上述沉降分离出的上清液移入含有铝丝网的容器中，并加入硫酸铝溶液量的5-20%的经酸洗后的粉煤灰，煮沸15-25分钟，过滤;
(三)将上述滤液移入含有铝丝的浓缩槽中，蒸发浓缩至110-120℃，冷却，结晶，所得产品为洁白晶莹的优级硫酸铝。
在步骤(一)中，所述含铝矿物可以是铝矾土，煤矸石或高岭土等;高锰酸钾和硫酸锰溶液的加入主要使反应体系中的Fe2+转化为Fe3+，进而生成Fe(OH)3，高锰酸钾和硫酸锰转化为二氧化锰在固液沉降分离时，使Fe(OH)3、MnO2和残渣一起沉积在沉降槽底部，从而使硫酸铝溶液与氢氧化铁初步分离;沉降时所使用的絮凝剂可以是聚丙烯酰胺等，若使用聚丙烯酰胺，加入量使沉降体系中聚丙烯酰胺含量达10PPM。
步骤(二)和(三)中所述的铝丝网，是用普通铝丝或薄铝片编织成的网状物。如果用回收旧铝丝，编织前应清洗，去除油污等杂质。网孔经在1-5厘米，均匀布设在器壁上。目的是使上述步骤后所残留的铁离子通过电化学反应沉积于铝丝上。使用一段时间后，清洗网丝，去铁而后重复使用。
步骤(二)中所述经酸洗后的粉煤灰，在体系中主要起吸附和脱色作用。它的处理过程为取火电厂粉煤灰，加入浓度为10%(重量)的稀硫酸或稀盐酸，煮沸5-30分钟，过滤，用水洗涤至PH值为5便可使用。粉煤灰在除铁过程中经使用几次后，可用酸溶液再生处理后，反复使用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果首先工艺简单，投资少。它不需改变原有生产工艺，不需另建处理设施，只在原沉降槽中引入蒸汽管，布置铝丝网即可。其次，原料易得，产品成本低。所用除铁剂，铝丝等都是市场上易购物品，粉煤灰是电厂的固体废物。第三，除铁效果显著。当原料中的活性Al2O3≥25%、Fe2O3≤3.35%时，经本发明方法处理的硫酸铝产品中Fe2O3≤0.02%，外观晶莹洁白。总之，本发明解决了在酸浸法生产硫酸铝过程中除铁的技术难题。
实施例1将200克60目以下的含有Al2O3为49.71%，Fe2O3为3.35%的铝矾土用浓度为60%的硫酸反应至PH值为2.5时，加入79.6克5%的高锰酸钾溶液，在沸腾条件下反应20分钟，再加入57克10%的硫酸锰溶液，在上述温度下继续反应20分钟，加入2毫升0.5%的聚丙烯酰胺，搅拌2分钟后在烧杯中静置，沉降分离;将上清液移入设有铝丝的烧杯中，按每100毫升清液加入20克经处理后的粉煤灰，煮沸20分钟，滤去粉煤灰;滤液移入设有铝丝网的烧杯中，蒸发浓缩至115℃，将产品倒入结晶器中自然冷却结晶，该产品Al2O3为15.77%，Fe2O3为0.0015%。
实施例2除粉煤灰加入量为每100毫升上清液为10克外，其余条件和步骤与实施例1相同，所得产品Al2O3为15.70%，Fe2O3为0.0017%。
实施例3将200克60目以下的含Al2O3为32.35%，Fe2O3为1.664%的铝矾土用浓度为60%的硫酸溶液反应至PH值为2.0时，加入32.9克20%的高锰酸钾溶液于80℃下反应20分钟，再加入47克20%的硫酸锰溶液在相同温度下继续反应20分钟，其余步骤如实施例1，所得产品中Al2O3含量15.99%，Fe2O3为0.0175%。
实施例4将200克60目以下的含Al2O3为27.3%，Fe2O3为1.567%的煤矸石粉，与实施例1相同的方法加入12.4克5%的高锰酸钾溶液，9克10%的硫酸锰溶液，所得产品Al2O3为16.07，Fe2O3为0.007%。
权利要求
1.一种在硫酸铝生产过程中除铁的方法，其特征在于包括下列步骤(一)在含铝矿物酸浸反应的后期，控制PH值为2.0至3.0时，在酸浸液中按含铝矿物中铁摩尔量的0.1-1.0倍加入浓度为5-20%的高锰酸钾溶液，于80-100℃下反应15-25分钟，再按已加入高锰酸钾摩尔量的1.2-2.0倍加入浓度为5-20%的硫酸锰溶液，于80-100℃下继续反应15-25分钟，然后加入约5-10PPM量的絮凝剂聚丙烯酰胺，沉降分离；(二)将上述沉降分离的上清液移入含有铝丝网的容器中，并加入硫酸铝溶液量10-20%的经酸洗处理后的粉煤灰，煮沸15-25分钟，过滤。(三)将上述滤液移入含有铝丝网的另一容器中，蒸发浓缩至115-120℃，冷却，结晶，得产品。
2.根据权利要求1所述的在硫酸铝生产过程中除铁的方法，其特征在于所述铝丝网为铝丝或铝片编制的网状物。
3.根据权利要求1所述的在硫酸铝生产过程中除铁的方法，其特征在于所述酸洗处理的粉煤灰，是将火力电厂粉煤灰，经加入稀硫酸或稀盐酸煮沸10-30分钟，过滤，用水洗涤至PH值为5。
4.根据权利要求1所述的在硫酸铝生产过程中除铁的方法，其特征在于所述含铝矿物可以是铝矾土，高岭土或煤矸石。
全文摘要
一种在硫酸铝生产过程中除铁的方法，是在酸浸液中依次加入少量高锰酸钾和硫酸锰溶液，反应后沉降分离；将上清液移入含有铝丝网的容器中，并加入经酸洗后的粉煤灰，煮沸，过滤；将滤液移入含有铝丝网的浓缩槽中，蒸发浓缩，冷却，结晶，所得产品为洁白晶莹的优级品。本发明不改变原硫酸铝生产工艺，设施简单，原料易得，除铁效果显著，是提高现行酸浸法生产硫酸铝产品档次的有效方法。
文档编号C22B3/20GK1089919SQ9312035
公开日1994年7月27日 申请日期1993年11月29日 优先权日1993年11月29日
发明者赵春禄, 刘振儒, 郝永红 申请人:山西大学