专利名称：将硅渣开发为助洗剂的氧化铝生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种把氧化铝生产中的脱硅废渣进行开发利用的新工艺，属轻金属冶金技术领域。
氧化铝生产中的脱硅产物铝硅酸钠(俗称硅渣或白泥)一直被视为废渣，存放这样多的含碱废物将占用大量的土地，並且对环境构成很大的危害，同时也使原料的利用率降低，采用烧结法生产氧化铝的部分厂家，虽然将脱硅产物作为原料返回流程中，但这是以巨大的能耗及设备的产能为代价的。寻求一种合理的硅渣利用方法，是多年来氧化铝生产中的一大课题。
本发明的目的是提供一种将硅渣开发为4A型沸石，作为STPP(三聚磷酸钠)代用品的新型氧化铝生产工艺。
4A型沸石除具有STPP的助洗功能外，主要特点是无毒、不污染环境，已在许多工业发达国家被采用，4A型沸石的化学名称是铝硅酸钠，分子式为Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O与氧化铝生产中脱硅产物的化学结构相似。
把大量的废渣开发成有价值的化工产品，将对铝工业及环境保护带来积极的影响，目前，每吨4A型沸石的价格与成品氧化铝相近，其产量又非常之大，以我国烧结法年产40万吨氧化铝的山东铝厂为例，每年约产出4万吨的硅渣，如将此硅渣转变成4A型沸石，即相当于多产出4万吨的氧化铝，折人民币近亿元，在采用拜尔法氧化铝生产工艺时，其脱硅产物的量更大。所以本发明的经济效益十分可观。
以下结合附图对这一发明作详细说明。
图1为本发明脱硅工艺图。
图2为拜尔法生产氧化铝工艺中Al2O3及SiO2在溶出过程中的含量变化曲线。
常规的氧化铝生产脱硅工艺，其溶出液经稀释沉降后直接进入脱硅工序，而在本发明图1中，铝酸盐粗液在进入脱硅工序之前，加入一个控制过滤装置(1)，使铝酸盐溶液中的浮游物降至最低限度，目的是为了保证获得的脱硅产品的质量。随后进入一次脱硅器(2)，其脱硅过程即为4A型沸石的合成过程，主要反应如下
当铝硅比达到要求后进入沉降装置(3)，经沉降分离后的液体进入二次脱硅装置(4)，其固体一部分返回脱硅(2)作为晶种，另一部分经洗涤器(6)洗涤，即为4A型沸石产品。其主要指标与日本水泽公司比较见下表表(1)<
>由以上比较可以看出，本发明产品除粒度需进一步粉碎外，其它指标均达到国外产品指标。铝酸盐溶液进入二次脱硅装置(4)的同时，加入石灰乳，以便进行深度脱硅。其二次脱硅反应为
(x＜1，y＜6)二次脱硅后的溶液经沉降过滤装置(5)沉降过滤以后，其液体为符合要求的铝酸盐溶液，可以进行分解。固体水化石榴石进入Al2O3回收装置(7)，同时加入碳酸钠溶液。Al2O3回收反应如下式;
经反应水化石榴石中有95%的CaO对碳酸钠进行荷化。93%的Al2O3被溶出。反应后的溶液可作为溶出液返回流程，原固体水化石榴石已成为方解石(达95%)，由于其白度及灼减均较高，所以可将此产物作为橡胶及塑料中的填料，也可以作为石灰石返回生产流程。
从图2拜尔法生产氧化铝溶出过程中的Al2O3及SiO2的变化曲线上我们可以看出，为了不使SiO2对产品造成影响，溶出的后期主要一个脱硅过程，即水合铝硅酸钠的生成过程，这时Al2O3的溶出率已基本上不再变化，在低温下溶出三水铝石时，这一过程尤其明显，往往脱硅时间是Al2O3溶出时间的若干倍。这一脱硅反应不但使大量的Al2O3和Na2O损失掉，而且大大降低了设备的有效产能。为了减少上述损失，可以适当缩短溶出时间，在Al2O3溶出率基本达到要求的时候结束溶出，使脱硅过程在溶出器之外进行，从而引入本发明，将脱硅产物回收。由于本发明将脱硅废渣开发成了产品，所以为拜尔法处理低铝硅比矿石特别是三水铝石矿又开辟了一条新的途径。
由于分解制式的不同，对铝酸盐溶液的铝硅比要求也不同。因此，第二次脱硅时应根据不同需要调整石灰乳的投入量。本发明生产的4A型沸石白度指标，主要由铝酸盐溶液中的浮游物决定，所以经控制过滤(1)工序处理后的溶液，其浮游物必须小于0.02g/L。为了保持4A沸石晶种活性，在循环使用一段时间后应进行活化处理，以保证铝酸盐溶液的脱硅指数及沸石产品的质量。根据本发明还可以生产出其它类型的沸石产品。
权利要求
1.一种新型氧化铝生产工艺，其技术特征是将脱硅产物开发为沸石产品。
2.一种权利要求1所述的氧化铝生产工艺，其特征是在铝酸盐粗液进行脱硅前设有一个保证脱硅产品质量的控制过滤装置(1)。
全文摘要
本发明改变了常规氧化铝生产中的脱硅流程，利用原脱硅机理，使脱硅后的产物变成了可代替三聚磷酸钠助洗剂的4A型沸石产品。在使氧化铝生产成本大大降低的同时，也为拜尔法处理低铝硅比矿石特别是三水铝石矿找到了一条新的途径。
文档编号C01F7/47GK1047840SQ8910371
公开日1990年12月19日 申请日期1989年6月3日 优先权日1989年6月3日
发明者李抚立, 蔡茴芳, 王保生 申请人:李抚立