专利名称：一种水处理剂用铝酸钙粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理剂用铝酸钙粉的生产方法，尤其是涉及一种采用矿化剂生产高活性铝酸钙粉的生产方法。
背景技术：
随着环保事业的迅速发展和人们环保意识的不断增强，对于水资源的保护越来越受到政府和公众的重视，对净水剂系列产品的需求量越来越大。净水剂系列产品中铝盐系列产品使用量最大、使用范围最广，然而随着净水剂产品需求量的迅速增长，净水剂用原料供不应求局面日益显著，其中铝盐系列净水剂生产所需原料供需矛盾尤为突出。铝盐系列净水剂中铝主要来源于铝土矿，然而我国绝大多数铝土矿属一水硬铝石，其活泼性不高，常温常压下不与酸发生反应，氧化铝溶出十分困难。铝酸钙粉矿物组成主要为一铝酸钙和二铝酸钙，具有较强的活性，在常温下即能与无机酸发生反应且放热量大，升温快，氧化铝的溶出率可达90%以上。用铝酸钙粉作原料生产铝盐系列净水剂，既可缩短工艺流程，简化操作步骤，又可提高产品质量，降低成本，减少资金投入。铝酸钙粉已成为国内外生产铝盐系列净水剂最主要的原料之一。目前铝酸钙粉的生产采用铝矾土和石灰石为原料，经破碎、粉磨、高温煅烧等工序制造而成，工艺要求铝土矿中氧化铝的质量百分含量不低于72%。随着我国铝土矿的大量开采，近年来，铝土矿资源逐渐枯竭，高品位铝土矿尤为缺乏。因此，如何高效率低成本开发利用中低品位铝土矿生产高活性铝酸钙粉已成为解决净水剂用原料供需矛盾的最重要途径之一。为了提高中低品位铝土矿资源的利用，CN1807M9A公布了一种多元烧成助剂以及用该多元烧成助剂生产铝酸钙的方法，该助剂含有以重量份为单位的下列各组分工业碳酸钠40 360份，工业氢氧化钠40 400份，工业硫酸钠5 30份，工业氟化铵1 10 份，工业氟化铝1 10份。该多元烧成助剂的原料种类繁多，制备复杂，用量大，且产品中氧化铝的溶出率较低，实用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水处理剂用铝酸钙粉及其制备方法。本发明所采取的技术方案为
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料为铝土矿、石灰石、含硼矿物，三者的重量比为60 80 30 45 0. 5 2。优选的，铝土矿中氧化铝的质量百分含量为55 72%。优选的，含硼矿物为硼砂、硼镁石、硼钙石中的至少一种。上述的水处理剂用铝酸钙粉的制备方法，步骤如下
1)将原料粉碎，混合均勻，得生料；
2)生料经煅烧、冷却、粉碎，得铝酸钙粉。
优选的，煅烧温度为1200 1350°C。优选的，煅烧前采用煅烧的尾气预热生料。本发明的有益效果是
本发明加入含硼矿物为矿化剂，破环了 CaAl2Si2O8中的Al-Si、Si-0键，使Si以NaBSiO4 和CaSiO3的形态存在，使Al更易于从铝土矿中释放出来，既促使氧化铝的溶出率提高，又使利用中低品位铝土矿生产高活性铝酸钙粉成为可能，提高了铝土矿资源的利用率。本发明以含硼矿物为矿化剂，由于B和Al为同一主族的相邻元素，化学性质相似， 硼原子可取代晶体晶格中的Al原子；同时B的原子半径小于Al，硼原子更容易和其他原子结合，使得生料更容易熔融结晶，有利于降低铝酸钙粉熟料煅烧过程中液相出现的温度， 增加液相的数量，加快原料颗粒固相的反应速度，缩短熟料烧结时间，达到降低熟料煅烧温度、节约能源的目的。本发明的铝酸钙粉的制备中将预热器进口与回转窑窑尾连通，充分利用了窑尾余热，提高入窑物料的温度，使生料预烧充分、受热均勻，在窑内煅烧反应完全，降低回转窑的烧结负荷，提高产品的质量，并使回转窑的产量大幅度增加。
图1是实施例的铝酸钙粉生产的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不局限于此。实施例1
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝质量百分含量为60%)、石灰石、硼砂的重量比为60 :30 :1。上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石、硼砂分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破，得到粒径5mm的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；
2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；
4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品1。实施例2
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝质量百分含量为65%)、石灰石、硼砂、硼镁石的重量比为70 42 0. 25 0. 25。上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石、硼砂、硼镁石分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破， 得到粒径5mm的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；
4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品2。实施例3
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝质量百分含量为72%)、石灰石、硼砂、硼钙石的重量比为80 :45 :1 :1。上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石、硼砂、硼钙石分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破， 得到粒径5mm的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；
2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；
4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品3。实施例4
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝质量百分含量为55%)、石灰石、硼钙石的重量比为66 33 0. 7。上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石、硼砂、硼钙石分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破， 得到粒径5mm的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；
2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；
4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品4。对比例1
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝含量为75%)、石灰石、硼砂的重量比为 60 30 :1ο上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石、硼砂分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破，得到粒径5mm的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；
2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品5。对比例2
一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料铝土矿(氧化铝含量为65%)、石灰石的重量比为70 42。上述铝酸钙粉的制备方法，工艺流程见图1，具体步骤如下
1)将铝土矿、石灰石分别在鄂式破碎机、双辊破碎机里进行粗破、二破，得到粒径5mm 的颗粒料，然后按照上述重量比将颗粒料放入球磨机里混磨均勻，得到180目的生料；
2)将生料送入预热装置，窑尾尾气温度为600 900°C，预热预分解40min；
3)经预热预分解处理的生料送入回转窑煅烧，窑内温度控制在1200 1350°C，烧结 20min，得到熟料；
4)煅烧后的熟料经冷却机冷却后，粉磨至细度180目的粉末，即得灰白色粉末状产品6。实施例1 4和对比例1 2将预热器进口与回转窑窑尾连通，充分利用了窑尾余热，提高入窑物料的温度，使生料预烧充分、受热均勻，在窑内煅烧反应完全，降低回转窑的烧结负荷，提高产品的质量，并使回转窑的产量大幅度增加。将实施例1 4和对比例1 2生产所得的铝酸钙粉分别做氧化铝含量、可溶氧化铝含量、氧化铝溶出率检测，结果见表1。由表1可见，采用本发明方法制备的水处理剂用铝酸钙粉产品1 4，氧化铝溶出率均> 96. 00，按照水处理剂用铝酸钙化工行业标准(HG3746-2004)检验指标氧化铝溶出率> 90. 91，可见本发明方法制备的铝酸钙粉的氧化铝溶出率高、活性高、利用率高，适用于铝盐净水剂的生产。产品1和产品5的制备方法相同，仅原料铝土矿的氧化铝含量不同，从两组数据比较可知，产品1与产品5的氧化铝溶出率相差不大，且均符合国家标准要求，满足工业生产需求。可见本发明方法同样适合高品位的铝土矿制成的铝酸钙粉。产品2和产品6的的制备方法相同，区别在于产品6原料中没有添加含硼矿物，从两组产品的数据对比可知，添加含硼矿物能提高氧化铝的溶出率和活性，更利于铝酸钙粉的后续生产应用。另外本产品中氧化钙含量较高品位的铝土矿制成的铝酸钙粉低，在用本产品生产净水剂时，能减少盐酸的消耗，同时本发明铝酸钙粉含少量的硼，有利于增强净水剂的絮凝性能，是生产铝盐系列净水剂产品的理想原材料。 由上可知，本发明的方法适合于高中低品位铝土矿为原材料制备高活性的铝酸钙粉，本发明使利用中低品位铝土矿生产高活性铝酸钙粉成为可能，提高了铝土矿资源的利用率。
权利要求
1.一种水处理剂用铝酸钙粉，其原料为铝土矿、石灰石、含硼矿物，三者的重量比为 60 80 30 45 0. 5 2。
2.根据权利要求1所述的一种水处理剂用铝酸钙粉，其特征在于铝土矿中氧化铝的质量百分含量为阳 72%。
3.根据权利要求1所述的一种水处理剂用铝酸钙粉，其特征在于含硼矿物为硼砂、硼镁石、硼钙石中的至少一种。
4.权利要求1 3任一项所述的水处理剂用铝酸钙粉的制备方法，步骤如下1)将原料粉碎，混合均勻，得生料；2)生料经煅烧、冷却、粉碎，得铝酸钙粉。
5.根据权利要求4所述的水处理剂用铝酸钙粉的制备方法，其特征在于煅烧温度为 1200 1350 。
6.根据权利要求4所述的水处理剂用铝酸钙粉的制备方法，其特征在于煅烧前采用煅烧的尾气预热生料。
全文摘要
本发明公开了一种水处理剂用铝酸钙粉及其制备方法，原料铝土矿、石灰石、含硼矿物的重量份比为60～8030～450.5～2，制备方法是以含硼矿物为矿化剂，采用煅烧尾气余热预热预分解-煅烧技术生产高活性铝酸钙粉。本发明以含硼矿物为矿化剂，使利用中低品位铝土矿生产高活性铝酸钙粉成为可能，提高了铝土矿资源的利用率，具有显著的经济、社会和环境效益；同时降低了熟料的煅烧温度、加快了熟料的烧结反应速度，提高了氧化铝的溶出率，进而达到降低能源消耗、提高产品质量和产量的目的。
文档编号C01F7/16GK102363529SQ20111028355
公开日2012年2月29日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者区叶秀, 潘江俊, 蒋志飞, 谭铭卓 申请人:江门市慧信净水材料有限公司