利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝和硅酸及纯碱工艺方法

摘要

利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝和硅酸及纯碱工艺方法。属于铝硅酸盐矿物的化工开发利用方法。针对现有氧化铝工业中拜耳法、碱石灰烧结法和联合法工艺都不能提取氧化铝含量低于50％的高硅低铝矿物原料中的氧化铝的问题，本发明对高硅低铝矿物原料运用纯碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融-烧碱碱熔-碳化-水解，实现同时提取95％的氧化铝和90％的二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及纯碱。工艺流程简洁，产品生产周期短；原料纯碱、烟道气中的二氧化碳、余热及洗涤液的回收循环利用，使生产成本大幅度降低。产品适用于造纸、油墨、印染、医药、洗涤剂等行业；延伸开发的产品还可以用于石化、橡塑、电解铝等行业。

主权项

一种利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝和硅酸及纯碱的工艺方法，特征在于运用纯碱循环的原理，采用烧结法工艺，通过纯碱碱融-烧碱碱熔-碳化-水解，实现同时提取高硅低铝矿物原料中的氧化铝和二氧化硅，生产氢氧化铝和硅酸及纯碱：(1)纯碱碱融：将原料粉-纯碱混合料粉加热进行碱融处理，得到熔融体熟料；熔融体熟料输入下道水淬工序；(2)水淬：将纯碱碱融处理得到的熔融体熟料趁高温迅速进行水淬，得到固体细粒料；固体细粒料输入下道湿磨工序；(3)湿磨：将水淬得到的固体细粒料进行湿磨，得到浓稠浆料；浓稠浆料输入下道浆料溶解工序；(4)浆料溶解：将湿磨得到的浓浆料进行稀释、溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼输入下道烧碱碱熔工序，滤液输入后道第一碳化工序生产粗氢氧化铝；(5)烧碱碱熔：将浆料溶解得到的滤饼，加入烧碱溶液，加热进行碱熔处理，得到干粉；干粉输入下道干粉溶解工序；(6)干粉溶解：将烧碱碱熔得到的干粉进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼中包含有部分氢氧化铝，经过洗涤以后，输入下道氢氧化铝溶出工序；滤液输入后道第一碳化工序生产粗氢氧化铝；(7)氢氧化铝溶出：将干粉溶解得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解，使氢氧化铝溶解进入溶液；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤作为滤渣；滤液输入下道第一碳化工序生产粗氢氧化铝；(8)第一碳化：将前面浆料溶解、干粉溶解及氢氧化铝溶出三道工序得到的滤液合并，进行稀释后，用二氧化碳气体进行第一次碳酸化处理；第一碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤为含有二氧化硅的粗氢氧化铝，输入下道滤饼溶解工序；滤液输入后道第二碳化工序；(9)滤饼溶解：将第一碳化得到的滤饼，用烧碱溶液和后道滤液浓缩工序得到的浓滤液进行溶解，得到含有二氧化硅的铝酸钠溶液，输入下道脱硅提纯工序；(10)脱硅提纯：将滤饼溶解得到的含有二氧化硅的铝酸钠溶液，添加生石灰或熟石灰并搅拌加热，进行脱硅处理；脱硅处理结束后，过滤，得到滤饼脱硅渣和滤液；脱硅渣含有氧化铝和二氧化硅，直接输入前道烧碱碱熔工序，与浆料溶解工序得到的滤饼一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液为高纯度铝酸钠溶液，输入下道稀释水解工序生产氢氧化铝；(11)稀释水解：将脱硅提纯得到的滤液，进行稀释水解；水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品氢氧化铝；滤液为含有铝酸钠的氢氧化钠稀溶液，输入下道滤液浓缩工序；(12)滤液浓缩：将稀释水解得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液输入前道滤饼溶解工序；(13)第二碳化：将第一碳化得到的滤液，用二氧化碳气体进行第二次碳酸化处理；第二碳化结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品硅酸；滤液输入下道滤液蒸发工序；(14)滤液蒸发：将第二碳化得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到过饱和的浓溶液；浓溶液输入下道冷却结晶工序；(15)冷却结晶：将滤液蒸发得到的浓溶液进行冷却、结晶；结晶后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼为碳酸氢钠，输入下道滤饼干燥工序；滤液为碳酸氢钠饱和溶液，输入后道尾气喷淋工序；(16)滤饼干燥：将冷却结晶得到的滤饼进行干燥处理，得到产品纯碱粉和含碳酸钠粉尘的尾气；尾气输入后道尾气喷淋工序；(17)尾气喷淋：将冷却结晶得到的滤液用来对上道滤饼干燥工序的含碳酸钠粉尘的尾气进行喷淋，得到净化后的尾气和喷淋液；喷淋液为含碳酸钠的碳酸氢钠饱和溶液，直接输入下道配料干燥工序用于配料、干燥；净化后的尾气直接排放；(18)配料干燥：将尾气喷淋得到的喷淋液与原料粉混合，得到混合浆料；将混合浆料进行干燥，碳酸氢钠释放出二氧化碳气体，并分解成为碳酸钠，得到原料粉-纯碱混合料粉，用于下一批的纯碱碱融，实现纯碱循环。