4a沸石的制备方法及设备、该4a沸石的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及4A沸石技术领域，特别是涉及一种4A沸石的制备方法及设备、该4A沸 石。
【背景技术】
[0002] 化学式为NauAluSiuCks · 27H20,是由硅氧和铝氧四面体组成的三维骨架状结构 化合物，属立方晶系，晶胞中心是一个直径为1.14A空穴，它由一个8元环和6个相类似的空 穴连接而成，这种8元环结构形成的自由空穴直径为4.12A，故称为4A沸石。我国的铝土矿资 源丰富，但绝大多数是一水硬铝石一高岭石型铝土矿，这种矿石集高铝、高硅、低铝硅比(A/ S)、低铁和矿物结晶细散、组成复杂等特点。由于矿石的铝硅比低、硅含量高、使我国的氧化 铝生产能耗高、效益差。因此采取经济有效的预脱硅工艺，提高氧化铝生产原料的铝硅比， 是实现我国氧化铝高效低耗生产的重要途径。目前，铝土矿的预脱硅方法主要有生物脱硅 法和物理脱硅法。生物脱硅法是利用微生物来分解矿石中的硅酸盐和铝硅酸盐矿物，使硅 转变成可溶性的硅，而氧化铝以不溶物的形式存在，其缺点是脱硅速度慢，周期长，条件要 求苛刻，难于在工业生产中应用。物理脱硅法是应用物理的方法，如浮选法，来实现一水硬 铝石和硅酸盐、铝硅酸盐矿物的分离，其缺点是由于铝硅酸盐含有一定数量的铝、铝的回收 效率比较低。
[0003] 碱浸脱硅的方法以往也有研究，但对于碱浸脱硅液的再生，较传统的做法是以石 灰处理，生成水合硅灰石(CaO · Si02 · H20)。但这种方法浸出液的脱硅效率不高，仅为80~ 85%，影响循环浸出焙烧矿的脱硅效率；另外，对于硅灰石的再利用未作深入研究，如果堆 存处理则失去利用价值，并造成环境的二次污染。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种4A沸石的制备方法及设备、该4A沸石，其不仅能够回收 一水硬铝石型铝土矿中的铝，而且还能回收铝硅酸盐中的铝，氧化铝总回收率大于98%;应 用该方法及设备制备得到4A沸石，不但杜绝了无效外排，而且节省了水玻璃的费用，形成了 高效益、无污染的环保经济流程，从而更加适于实用。
[0005] 为了达到上述第一个目的，本发明提供的4A沸石的制备方法的技术方案如下：
[0006] 本发明提供的4A沸石的制备方法包括以下步骤：
[0007] 采用闪速沸腾炉焙烧铝土矿；
[0008] 将经过焙烧的铝土矿置于碱溶液中，得到浸出液；
[0009] 对所述碱浸脱硅浆液进行固液分离，得到的固体为精选矿；
[0010] 对所述碱浸脱硅浆液进行固液分离，对所述浸出液进行固液分离，得到的固体为 精选矿，得到的液体为滤液；
[0011]用所述精选矿制备得到铝酸钠溶液；
[0012]应用所述滤液和铝酸钠溶液作为配料，制备得到所述4A沸石。
[0013]本发明提供的4A沸石的制备方法还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014]作为优选，采用闪速沸腾炉焙烧铝土矿包括以下步骤：
[0015]将所述铝土矿加入到所述闪速沸腾炉的预热炉中进行预热，得到经过预热脱水的 预焙矿；
[0016] 将所述预焙矿加入到闪速沸腾炉的沸腾炉中，进行闪速焙烧，得到闪速焙烧矿；
[0017] 将所述闪速焙烧矿加入到闪速沸腾炉的保温炉中保温，得到经过焙烧的铝土矿。
[0018] 作为优选，
[0019] 将所述铝土矿加入到所述沸腾炉的预热炉中进行预热时，所述铝土矿的粒度取值 范围为：< 0.15mm;
[0020] 进行闪速焙烧时，所述闪速沸腾炉的炉温取值范围为1000°C~1100°C ;
[0021] 将所述闪速焙烧矿加入到保温炉中保温时，所述保温持续时间的取值范围为 lOmin~30min〇
[0022] 作为优选，所述4A沸石的制备方法还包括以下步骤：
[0023] 对所述滤液进行N次循环碱浸脱硅得到第N次浸出液；
[0024] 对所述第N次浸出液进行固液分离，得到第N次滤液。
[0025] 作为优选，所述循环次数N的取值范围为2或3。
[0026]作为优选，将经过焙烧的铝土矿置于碱溶液中，得到碱浸脱硅浆液过程中，
[0027]所述碱溶液中的碱浓度取值范围为1 OOg/L~150g/L;
[0028]所述脱硅的温度的取值范围为90°C~95°C ;
[0029] 所述脱娃的时间的取值范围为lOOmin~120min;
[0030] 所述脱硅后的液固比的取值范围为(3~5): 1。
[0031] 作为优选，在所述第一次浸出液中，Si02的浓度的取值范围为30g/L~40g/L。
[0032] 作为优选，在所述最终浸出液中，Si02的浓度的取值范围为90g/L~100g/L。
[0033] 为了达到上述第二个目的，本发明提供的4A沸石的制备设备的技术方案如下： [0034]本发明提供的4A沸石的制备设备包括闪速沸腾炉、第一反应容器、第二反应容器、 固液分离装置、铝酸钠溶液制备装置、4A沸石制备装置，
[0035]所述闪速沸腾炉用于对铝土矿进行焙烧；
[0036] 所述第一反应容器用于容置经过焙烧的铝土矿和碱溶液，以及，经过反应得到的 碱浸脱硅浆液；
[0037]所述第二反应容器用于容置对碱浸脱硅浆液进行固液分离得到的浸出液；
[0038]所述固液分离装置用于对所述浸出液进行固液分离，得到的固体为精选矿，得到 的液体为滤液；
[0039] 所述铝酸钠溶液制备装置用于由所述精选矿制备得到所述铝酸钠溶液；
[0040] 所述4A沸石制备装置应用所述铝酸钠溶液和所述滤液作为配料，制备得到所述4A 沸石。
[0041] 为了达到上述第三个目的，本发明提供的4A沸石的技术方案如下：
[0042]本发明提供的4A沸石应用本发明提供的制备方法和本发明提供的制备设备制备 得到。
[0043] 应用本发明提供的4A沸石制备方法及4A沸石制备设备制备4A沸石的过程中，通过 对铝土矿进行闪速沸腾炉焙烧处理，能够改变铝土矿中铝、硅矿物的形态和晶形构造，特别 是改善铝硅酸盐矿物中硅的结晶形态，使其有晶态的铝硅酸盐矿物转变为非晶态的无定型 二氧化硅，在碱溶液中选择性的溶出，从而达到一水硬铝石型铝土矿脱硅和提高铝硅比(A/ S)的目的。其不仅能够回收一水硬铝石的铝，而且还能回收铝硅酸盐中的铝，氧化铝总回收 率大于98%。对所述碱浸脱硅浆液进行固液分离，得到的固体为精选矿，得到的液体为滤 液，应用该精选矿制得铝酸钠溶液，应用得到的铝酸钠溶液和该滤液，制备得到所述4A沸 石，不但杜绝了无效外排，而且节省了水玻璃的费用，形成了高效益、无污染的环保经济流 程。
【附图说明】
[0044] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0045] 图1为本发明提供的4A沸石的制备方法的步骤流程图；
[0046] 图2为本发明提供的4A沸石的制备方法过程中的物质变化流程图；
[0047] 图3为本发明提供的4A沸石的制备设备的【具体实施方式】的示意图。
【具体实施方式】
[0048]本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种一种4A沸石的制备方法及设备、该 4A沸石，其不仅能够回收一水硬铝石型铝土矿中的铝，而且还能回收铝硅酸盐中的铝，氧化 铝总回收率大于98%;应用该方法及设备制备得到4A沸石，不但杜绝了无效外排，而且节省 了水玻璃的费用，形成了高效益、无污染的环保经济流程，从而更加适于实用。
[0049] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的4A沸石的制备方法及设备、该4A沸石，其具体实施 方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指 的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适 形式组合。
[0050] 本文中术语"和/或"，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关 系，例如，A和/或B，具体的理解为:可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在 B，能够具备上述三种任一种情况。
[0051] 参见附图1和附图2,本发明提供的4A沸石的制备方法包括以下步骤：
[0052]步骤S1:采用闪速沸腾炉焙烧铝土矿；
[0053] 步骤S2:经过焙烧后，
[0054] 铝土矿中的一水硬铝石发生如下化学反应：
[0057] 其中，a ' -Al2〇3是一中间产物，a-Al203是刚玉型氧化铝，
[0058]铝土矿中的含硅矿物晶发生如下化学反应：
[0061]其中，生成的Si02为能够与碱反应的无定型产物；
[0062]步骤S3:将经过焙烧的铝土矿置于碱溶液中，得到浸出液；
[0063] 步骤S4:对碱浸脱硅浆液进行固液分离，得到的固体为精选矿；
[0064] 步骤S5:对碱浸脱硅浆液进行固液分离，对浸出液进行固液分离，得到的固体为精 选矿，得到的液体为滤液；
[0065] 步骤S6:用精选