CN105600811A - 一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法 - Google Patents

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孙俊民
高志军
杨会宾
胡剑
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王娜
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Abstract

本发明提供一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法。该方法向铝酸钠溶液中加入电石渣进行脱硅处理，得到脱硅铝酸钠溶液；其中，所述电石渣中Ca(OH)2的质量含量不小于65％，有效钙含量大于55％，并且所述电石渣的粒径＜150μm。本发明的方法以电石渣作为脱硅原料，不仅实现了废物的资源化和环境友好化，此外降低了脱硅成本，并且脱硅铝酸钠溶液的硅量指数可达700以上。

Description

一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法
技术领域
本发明涉及一种脱硅方法，特别是涉及一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法。
背景技术
在传统烧结法氧化铝生产工艺中，熟料溶出后的铝酸钠粗液通常采用由加压脱硅工艺和常压脱硅工艺组成的二段脱硅工艺进行脱硅。例如在公开号为CN102249253A的专利中，首先向铝酸钠粗液中加入钠硅渣晶种进行一段深度脱硅得到一段脱硅精化液，然后将部分一段脱硅精化液进行二段深度脱硅得到二段脱硅铝酸钠***；两段脱硅中，一段为加入钠硅渣做种子并进行高温高压压煮，二段为添加一定比例的石灰乳进一步在较低温度下脱除铝酸钠残存的二氧化硅。经两段脱硅后，二段脱硅铝酸钠***的硅量指数达到680。
上述脱硅方法虽然能够在一定程度上满足烧结法生产氧化铝碳酸化分解的要求，然而为了制得高品质的氧化铝产品，脱硅铝酸钠***的硅量指数仍然有待提高；此外，上述方法在进行常压脱硅时采用石灰乳作为脱硅的钙源，从而增大了石灰石的需求量以及石灰石煅烧、生石灰化乳等工序，不仅降低了铝酸钠溶液脱硅的生产效率，还增加了脱硅过程中的能耗和生产成本，进而增加了氧化铝生产的单位成本。因此，寻求一种能够有效解决铝酸钠溶液二段脱硅难题，并且良好地满足碳酸化分解要求的脱硅方法具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法，其以电石渣作为脱硅原料，不仅实现了废物的资源化和环境友好化，此外降低了脱硅成本，并且脱硅铝酸钠溶液的硅量指数可达700以上。
本发明提供一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法，向铝酸钠溶液中加入电石渣进行脱硅处理，得到脱硅铝酸钠溶液；其中，所述电石渣中Ca(OH)2的质量含量不小于65％，有效钙含量大于55％，并且所述电石渣的粒径＜150μm。
在本发明中，所述有效钙是指单位质量的电石渣中以氢氧化钙方式存在(以碳酸钙形式存在的氧化钙不计在内)的氧化钙含量，这些有效钙均能参与反应而脱除铝酸钠溶液中的杂质硅。
本发明对所采用的电石渣不作严格限制，特别是所述电石渣可以来自电石生产聚氯乙烯所产生的废渣。电石渣作为工业废弃物，不仅堆存占用土地、耗资巨大，而且一旦防渗防尘处理不好，对周边环境尤其是地下水、周边村庄造成严重的不利影响，因此是化工生产的重大安全隐患点和重大危险源。本发明以电石渣作为脱硅原料，从而对其进行有效利用，不仅能够变废为宝，还能够产生良好的经济效益、环境效益和社会效益。
进一步地，可以对来自电石生产聚氯乙烯所产生的废渣进行筛分，并且收取通过100目筛的细渣，从而得到本发明所需的电石渣。
本发明对脱硅对象铝酸钠溶液不作严格限制，所述铝酸钠溶液可以选自工业烧结法所形成的铝酸钠溶液、工业拜耳法所形成的铝酸钠溶液、工业氧化铝经碱溶解所形成的铝酸钠溶液和工业氢氧化铝经碱溶解所形成的铝酸钠溶液中的一种或多种。
在一实施方式中，所述铝酸钠溶液为工业烧结法铝酸钠溶液，该铝酸钠溶液的组成根据其制备工艺而确定，例如铝酸钠溶液中氧化铝(Al2O3)的含量可以为80-120g/L；氧化硅(SiO2)的含量可以为0.3-1.0g/L；苛性比可以为1.2-1.3；硅量指数(即铝酸钠溶液中铝和硅的质量比)可以为150-300等。
本发明对电石渣的用量不作严格限制，所述电石渣的加入量例如可以为每升铝酸钠溶液加入电石渣3-30g，进一步为10-20g。
进一步地，可以在搅拌下进行所述脱硅处理，并且可以控制所述搅拌的时间为30-180min，例如60-120min。特别是，可以控制所述搅拌的速度为100-500r/min。
本发明对所述脱硅处理的温度不作严格限制，例如可以控制所述脱硅处理的温度为60-90℃，该温度范围既可以加快脱硅速度，也不会产生较高的能耗或需要额外增加设备。
进一步地，所述脱硅铝酸钠溶液的硅量指数高于700；并且，SiO2的含量小于0.15g/L，其能够较好地满足烧结法生产氧化铝碳酸化分解的要求，从而为制备高品质的氧化铝产品奠定基础。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明以电石渣作为脱硅原料，该电石渣作为工业固体废弃物价廉易得、性能稳定，本发明的方法不改变原有的工艺流程、不影响氧化铝的正常生产，并且实现了对电石渣的有效利用，不但能带来良好的经济效益、环境效益和社会效益，而且能够实现变废为宝。
2、本发明的方法大大减少了氧化铝生产过程中的原料消耗，并且解决了电石渣储存难的问题，该工艺符合国家提倡的循环经济标准，是发展循环经济的具体体现，实现了废物的资源化和环境友好化。
3、本发明的方法生产操作过程简便、能耗低、脱硅成本低、脱硅效果好，其中脱硅后铝酸钠溶液的硅量指数可达700以上，从而为生产高品质的氧化铝奠定了基础，该方法适于工业化生产，具有较大的推广应用价值。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
对来自电石生产聚氯乙烯所产生的废渣进行筛分，并且收取通过100目筛的细渣，得到电石渣；经检测，该电石渣中Ca(OH)2的质量含量不小于65％，有效钙含量大于55％，并且电石渣的粒径＜150μm。
取1L工业烧结法铝酸钠粗液(氧化铝浓度为118.47g/L，SiO2浓度为0.41g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为288.9)，置于可控温的反应槽内，随后向反应槽中加入20克电石渣进行脱硅处理，在90℃的条件下以300r/min的速度匀速搅拌120min，搅拌完毕后取出，并过滤分离，得到脱硅铝酸钠溶液。
以常规方法对该脱硅铝酸钠溶液进行化学分析，其中Al2O3的浓度为115.68g/L，SiO2的浓度为0.11g/L，硅量指数为1051.6。
实施例2
取1L工业烧结法铝酸钠粗液(氧化铝浓度为98.65g/L，SiO2浓度为0.34g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为290.1)，置于可控温的反应槽内，随后向反应槽中加入10克电石渣进行脱硅处理，在80℃的条件下以500r/min的速度匀速搅拌120min，搅拌完毕后取出，并过滤分离，得到脱硅铝酸钠溶液。
经检测，该铝酸钠溶液中Al2O3浓度为97.25g/L，SiO2浓度为0.12g/L，硅量指数为810.4。
实施例3
取1L工业烧结法铝酸钠粗液(氧化铝浓度为104.23g/L，SiO2浓度为0.43g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为242.4)，置于可控温的反应槽内，随后向反应槽中加入5克电石渣进行脱硅处理，在90℃的条件下以150r/min的速度匀速搅拌180min，搅拌完毕后取出，并过滤分离，得到脱硅铝酸钠溶液。
经检测，该铝酸钠溶液中Al2O3浓度为103.84g/L，SiO2浓度为0.145g/L，硅量指数为716.1。
实施例4
取1L工业烧结法铝酸钠粗液(氧化铝浓度为88.46g/L，SiO2浓度为0.36g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为245.7)，置于可控温的反应槽内，随后向反应槽中加入8克电石渣进行脱硅处理，在60℃的条件下以100r/min的速度匀速搅拌240min，搅拌完毕后取出，并过滤分离，得到脱硅铝酸钠溶液。
经检测，该铝酸钠溶液中Al2O3浓度为86.58g/L，SiO2浓度为0.12g/L，硅量指数为721.5。
实施例5
取1L工业烧结法铝酸钠粗液(氧化铝浓度为98.39g/L，SiO2浓度为0.33g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为298.2)，置于可控温的反应槽内，随后向反应槽中加入12克电石渣进行脱硅处理，在70℃的条件下以250r/min的速度匀速搅拌180min，搅拌完毕后取出，并过滤分离，得到脱硅铝酸钠溶液。
经检测，该铝酸钠溶液中Al2O3浓度为97.35g/L，SiO2浓度为0.11g/L，硅量指数为885。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种对铝酸钠溶液进行脱硅的方法，其特征在于，向铝酸钠溶液中加入电石渣进行脱硅处理，得到脱硅铝酸钠溶液；其中，所述电石渣中Ca(OH)2的质量含量不小于65％，有效钙含量大于55％，并且所述电石渣的粒径＜150μm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电石渣来自电石生产聚氯乙烯所产生的废渣。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述废渣进行筛分，并且收取通过100目筛的细渣，得到所述电石渣。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝酸钠溶液选自工业烧结法所形成的铝酸钠溶液、工业拜耳法所形成的铝酸钠溶液、工业氧化铝经碱溶解所形成的铝酸钠溶液和工业氢氧化铝经碱溶解所形成的铝酸钠溶液中的一种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述铝酸钠溶液中氧化铝的含量为80-120g/L，氧化硅的含量为0.3-1.0g/L，苛性比为1.2-1.3，硅量指数为150-300。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电石渣的加入量为每升铝酸钠溶液加入电石渣3-30g。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在搅拌下进行所述脱硅处理，并且控制所述搅拌的时间为30-180min。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，控制所述搅拌的速度为100-500r/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述脱硅处理的温度为60-90℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱硅铝酸钠溶液的硅量指数高于700。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060109596A (ko) * 2005-04-18 2006-10-23 주식회사 천호기업 알루미늄재를 이용한 소듐알루미네이트용액의 제조방법
CN101708859A (zh) * 2009-12-02 2010-05-19 贾启 电石渣代替石灰用于拜耳法氧化铝生产的工艺
CN103482664A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 中国铝业股份有限公司 一种烧结法生产氧化铝的方法

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