专利名称：氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法
技术领域：
本发明氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，属于制备氯酸钠的领域。
背景技术：
氧化铝赤泥是氧化铝生产过程中的废弃物。根据各地铝土矿的品位铝硅比(A/S) 不同，每生产1 t氧化铝就副产1.0 1.4t赤泥不等。目前全世界每年产生赤泥约6000 万t。据2010年全年统计，我国氧化铝产量约为2700万吨，如果按每吨氧化铝产生1. 2吨赤泥计算，我国每年产生的赤泥约为3240万吨。赤泥为碱性物质，易碱化土地，污染地下水，严重危害人们健康。同时，氧化铝赤泥中含有稀有金属、稀土金属铝及铝、铁等有价成分。尤其是山西省氧化铝赤泥中的氧化钪含量，每吨赤泥中含150-230克，大大超过了工业经济品位，是一种非常有价值的二次资源。在提取氧化钪的过程中，需要除去铝、铁等杂质， 将赤泥中的铝经富集后用碱溶出，得到铝酸钠溶液，一方面赤泥中稀土得到进一步富集，另一方面赤泥中的铝也得到回收利用。铝酸钠溶液是生产氧化铝制品的原料，可以生产氢氧化铝、氧化铝、拟薄水铝石等。
发明内容
本发明是氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，提供了一种有效利用氧化铝赤泥的方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为按照以下步骤进
a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件为 盐酸浸出温度为95-105°C ；
搅拌浸出时间为60-120min ； 盐酸与赤泥的重量份比为4-6:1 ；
盐酸重量百分比浓度为5-7mol/L;浸出后的浸出浆液用压滤机，液固分离，得到浸出液和浸出渣；
b.将所述浸出液放入反应釜中，加入占所述浸出液重量百分比0.3-5%的硅酸凝胶作为晶种进行脱硅反应，反应温度为60-90°C，反应时间为5- 小时，缓慢机械搅拌；脱硅后的脱硅浆液用压滤机进行液固分离，得到脱硅浸出液和硅酸凝胶固体，硅酸凝胶固体部分返回作为脱硅反应的晶种；
c.脱硅浸出液蒸发浓缩
将所述脱硅浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至105-109°C开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的20-25%为止，得到浓缩脱硅浆液；蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽，经冷凝器冷凝返回利用；
d.将所述浓缩脱硅浆液放入搅拌反应釜，加入重量百分比浓度2-10%的氢氧化钠溶液中和，中和至pH=9-ll为止，得到中和浆液；将中和浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤， 得到富集铝固体；e.将所述富集铝固体放入溶出器中用氢氧化钠溶液进行溶出反应，氢氧化钠溶液浓度为240-360g/L，氢氧化钠溶液与所述富集铝固体重量份比为2-5:1，反应温度为 105-109°C，反应时间60-150分钟，得到溶出浆液；将所述溶出浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到铝酸钠溶液和固体渣。步骤e中所述的固体渣富含稀土元素和铁。本发明与现有技术相比具有以下有益效果。本发明利用废弃物-氧化铝赤泥制备铝酸钠溶液，即利用了赤泥中的铝，又为进一步提取赤泥中的稀土元素除去了影响萃取工艺过程的有害元素铝，由于采用酸法脱硅， 用碱溶出铝的溶出率大大提高，达到了拟％以上。本发明中使用的盐酸通过蒸发器蒸发后可循环使用，提高了经济和社会效益。
具体实施例方式实施例1
氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，按照以下步骤操作
a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件为 盐酸浸出温度为102°C ；
搅拌浸出时间为80min ； 盐酸与赤泥的重量份比为5:1;
盐酸重量百分比浓度为6mol/L;浸出后的浸出浆液用压滤机，液固分离，得到浸出液和浸出渣；
b.将所述浸出液放入反应釜中，加入占所述浸出液重量百分比4%的硅酸凝胶作为晶种进行脱硅反应，反应温度为65°C，反应时间为8小时，缓慢机械搅拌；脱硅后的脱硅浆液用压滤机进行液固分离，得到脱硅浸出液和硅酸凝胶固体，硅酸凝胶固体部分返回作为脱硅反应的晶种；
c.脱硅浸出液蒸发浓缩
将所述脱硅浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至107°C开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的2 为止，得到浓缩脱硅浆液；蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽，经冷凝器冷凝返回利用；
d.将所述浓缩脱硅浆液放入搅拌反应釜，加入重量百分比浓度4%的氢氧化钠溶液中和，中和至pH=9-ll为止，得到中和浆液；将中和浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到富集铝固体；
e.将所述富集铝固体放入溶出器中用氢氧化钠溶液进行溶出反应，氢氧化钠溶液浓度为340g/L，氢氧化钠溶液与所述富集铝固体重量份比为3:1，反应温度为106°C，反应时间 75分钟，得到溶出浆液；将所述溶出浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到铝酸钠溶液和固体渣，固体渣富含稀土元素和铁。实施例2
氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，按照以下步骤操作
a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件为
盐酸浸出温度为100°C ；搅拌浸出时间为IOOmin ；
盐酸与赤泥的重量份比为4:1 ；
盐酸重量百分比浓度为7mol/L;浸出后的浸出浆液用压滤机，液固分离，得到浸出液和浸出渣；
b.将所述浸出液放入反应釜中，加入占所述浸出液重量百分比1的硅酸凝胶作为晶种进行脱硅反应，反应温度为75°C，反应时间为17小时，缓慢机械搅拌；脱硅后的脱硅浆液用压滤机进行液固分离，得到脱硅浸出液和硅酸凝胶固体，硅酸凝胶固体部分返回作为脱硅反应的晶种；
c.脱硅浸出液蒸发浓缩
将所述脱硅浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至108°C开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的23%为止，得到浓缩脱硅浆液；蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽，经冷凝器冷凝返回利用；
d.将所述浓缩脱硅浆液放入搅拌反应釜，加入重量百分比浓度8%的氢氧化钠溶液中和，中和至pH=9-ll为止，得到中和浆液；将中和浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到富集铝固体；
e.将所述富集铝固体放入溶出器中用氢氧化钠溶液进行溶出反应，氢氧化钠溶液浓度为280g/L，氢氧化钠溶液与所述富集铝固体重量份比为4:1，反应温度为107°C，反应时间 140分钟，得到溶出浆液；将所述溶出浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到铝酸钠溶液和固体渣，固体渣富含稀土元素和铁。 实施例3
氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，按照以下步骤操作
a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件为
盐酸浸出温度为97V ；
搅拌浸出时间为IlOmin ；
盐酸与赤泥的重量份比为6:1 ；
盐酸重量百分比浓度为5mol/L;浸出后的浸出浆液用压滤机，液固分离，得到浸出液和浸出渣；
b.将所述浸出液放入反应釜中，加入占所述浸出液重量百分比1%的硅酸凝胶作为晶种进行脱硅反应，反应温度为85°C，反应时间为22小时，缓慢机械搅拌；脱硅后的脱硅浆液用压滤机进行液固分离，得到脱硅浸出液和硅酸凝胶固体，硅酸凝胶固体部分返回作为脱硅反应的晶种；
c.脱硅浸出液蒸发浓缩
将所述脱硅浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至106°C开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的24%为止，得到浓缩脱硅浆液；蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽，经冷凝器冷凝返回利用；
d.将所述浓缩脱硅浆液放入搅拌反应釜，加入重量百分比浓度6%的氢氧化钠溶液中和，中和至pH=9-ll为止，得到中和浆液；将中和浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到富集铝固体；
e.将所述富集铝固体放入溶出器中用氢氧化钠溶液进行溶出反应，氢氧化钠溶液浓度为245g/L，氢氧化钠溶液与所述富集铝固体重量份比为5:1，反应温度为108°C，反应时间 90分钟，得到溶出浆液；将所述溶出浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到铝酸钠溶液和固体渣，固体渣富含稀土元素和铁。
权利要求
1.氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，其特征在于按照以下步骤操作a.将氧化铝赤泥放入反应釜，用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，浸出的条件为盐酸浸出温度为95-105°C ；搅拌浸出时间为60-120min ；盐酸与赤泥的重量份比为4-6:1 ；盐酸重量百分比浓度为5-7mol/L;浸出后的浸出浆液用压滤机，液固分离，得到浸出液和浸出渣；b.将所述浸出液放入反应釜中，加入占所述浸出液重量百分比0.3-5%的硅酸凝胶作为晶种进行脱硅反应，反应温度为60-90°C，反应时间为5- 小时，缓慢机械搅拌；脱硅后的脱硅浆液用压滤机进行液固分离，得到脱硅浸出液和硅酸凝胶固体，硅酸凝胶固体部分返回作为脱硅反应的晶种；c.脱硅浸出液蒸发浓缩将所述脱硅浸出液放入石墨蒸发器，通入蒸汽加热至105-109°C开始蒸发，蒸发至石墨蒸发器底部留有初始体积的20-25%为止，得到浓缩脱硅浆液；蒸出的蒸汽为盐酸蒸汽，经冷凝器冷凝返回利用；d.将所述浓缩脱硅浆液放入搅拌反应釜，加入重量百分比浓度2-10%的氢氧化钠溶液中和，中和至pH=9-ll为止，得到中和浆液；将中和浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤， 得到富集铝固体；e.将所述富集铝固体放入溶出器中用氢氧化钠溶液进行溶出反应，氢氧化钠溶液浓度为240-360g/L，氢氧化钠溶液与所述富集铝固体重量份比为2-5:1，反应温度为 105-109°C，反应时间60-150分钟，得到溶出浆液；将所述溶出浆液用箱式压滤机进行液固分离、洗涤，得到铝酸钠溶液和固体渣。
2.根据权利要求1所述的氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，其特征在于步骤e中所述的固体渣富含稀土元素和铁。
全文摘要
氧化铝赤泥制备铝酸钠的方法，属于制备氯酸钠的领域；所要解决的技术问题为提供了一种有效利用氧化铝赤泥的方法；所采用的技术方案为a.用盐酸溶液浸出氧化铝赤泥，b.进行脱硅反应，c.脱硅浸出液蒸发浓缩，d.中和浓缩脱硅浆液，e.溶出富集铝固体；本发明利用废弃物-氧化铝赤泥制备铝酸钠溶液，既利用了赤泥中的铝，又为进一步提取赤泥中的稀土元素除去了影响萃取工艺过程的有害元素铝，由于采用酸法脱硅，用碱溶出铝的溶出率大大提高，达到了92%以上。
文档编号B09B3/00GK102328942SQ201110225640
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者李斌, 王克勤, 王宁, 解英敏, 马国莉, 黄光胜 申请人:山西同华科技有限公司