CN86100806A - 用明矾石生产明矾联产铝氧的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生产明矾的工艺。
本发明是利用高温(650~1100℃)高速(停留时间0.1~600秒)对明矾石进行焙烧脱水,在保证脱水率达到95%以上的情况下,仍能保证氧化铝的溶出率不低于90%,硫酸铝的分解率不超过3%。用本发明生产明矾可以联产铝氧,并把现有明矾生产中产生的公害(矾烟、矾浆)消除在生产流程之中。本发明可以利用碎矿石和品位较低的矿石。原料矿石的品位回收率由现在的50%以下提高到75%以上,有效地提高了资源利用率。
Description
本发明属于生产明矾的工艺。
一般天然明矾石的化学组成为〔NamKnAl3(SO4)2(OH)6〕,其中m+n=1,钾明矾石即为〔KAl3(SO4)2(OH)6〕。利用明矾石生产明矾,焙烧脱水工艺是关键,其化学反应式如下:
在焙烧脱水时,如果反应温度过高,或存在还原气氛,则难免伴随热解或还原热解反应:
或
如果只生产明矾和铝氧,则只涉及反应(1)。可以看出:明矾石经焙烧脱水后,在得到一个摩尔的无水钾明矾〔K2SO4·Al2(SO4)3的同时,理应得到2摩尔的Al2O3。然而,现有的工艺不仅得不到这2摩尔的Al2O3,甚至无水明矾中的Al2(SO4)3也遭到分解,大大降低了明矾石的品位回收率,并且产生矾烟和矾浆等严重公害。其原因是:虽然在450℃左右,脱水反应就有可能进行,但要达到一定的生产速度,其反应温度需在600℃以上。而在此情况下,若有还原气氛存在,则Al2(SO4)3已开始显著分解,生成的Al2O3也开始相变(即从无定型向晶型转化,或叫做失去活性)而无法溶出回收。因此,以往不论生产明矾或是综合利用生产Al2O3、K2SO4和H2SO4的工艺,对明矾石的焙烧温度都是要求控制在580~620℃之间,並视为不得超越的禁戒线。其实,即使满足这个温度区间的要求,要达到脱水反应完全仍需很长时间。如专利文献(US.4,117,077)记载,脱水反应温度在580~620℃之间,停留时间需1~3小时。在如此之长时间中,只要操作稍有波动,引起反应温度过高或有还原气氛存在,就不可避免引起Al2O3过烧,或使Al2(SO4)3分解,以致生产明矾的企业不但不能联产铝氧,反而由于部分Al2(SO4)3的分解损失而造成明矾母液中K2SO4过剩。由此产生的矾烟(即分解出SO3、SO2)污染空气,矾浆(Al2O3含量占50%左右,由于过烧而溶不出)充塞溪流河道而造成严重公害。
本发明的任务是,在不增加万元产值能耗的情况下,利用明矾石生产明矾的同时,联产铝氧,並尽量减少Al2(SO4)3的分解,从而提高明矾石的品位回收率,並把矾烟、矾浆等公害消除在生产流程之中。
本发明所采用的工艺是:依据在氧化气氛中提高焙烧温度,脱水反应速度增加较快,Al2O3的相变速度增长较慢,而热解反应的速度增长更慢的特点,突破人们长期沿用的反应温度不得高于600℃这一禁戒线,选择了较高的反应温度(650°~1100℃)和较短的反应时间(0.1~600秒),使脱水反应刚刚完成的瞬间,Al2O3的相变和Al2(SO4)3的分解反应还没有开始时就把反应温度降至500℃以下。既能保证足够的脱水率,又能有效地防止Al2O3的相变和Al2(SO4)3的分解。並且在生产流程中不产生矾烟和矾浆,实现了利用明矾石生产明矾的同时,联产铝氧消除公害的目的。
本发明的效果是:在脱水焙烧之后,矿料的脱水率达到95%以上,Al2O3的溶出率仍能保持90%以上,而Al2(SO4)3的分解率不超过3%,明矾石的品位回收率由现在50%以下,提高到75%以上,无矾烟、矾浆等公害。本发明可以利用碎矿石和品位较低的矿石作原料。以中国某矾矿为例,现有的生产能力为4万吨/年,矿石的年耗量为14万吨。如果采用本工艺,用同样数量的矿石,在不增加万元产值能耗的基础上,可生产6万吨明矾,(每年净增产2万吨)。以296元/吨出厂价计算,每年增加明矾的产值592万元;另外,还可以把原来从矾浆中流失的铝氧拿回来,折合成氢氧化铝1.68万元/年(以500元/吨计)又可增加产值840万元,两项相加总共年产值可增加1432万元。
本发明实施例为:明矾石矿粉在700~900℃脱水焙烧30~150秒钟后迅即降温。
Claims (2)
1、用明矾石生产明矾联产铝氧的工艺,其特征在于:矿石焙烧脱水反应采用反应温度650°~1100℃,反应时间为0.1~600秒,而后迅速把反应温度降至500℃以下。
2、根据权利要求1所述的工艺,其特征在于焙烧脱水反应为700~900℃,反应时间为30~150秒。
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CN86100806.5A CN1004928B (zh) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 用明矾石生产明矾联产铝氧的工艺 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104313346A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-28 | 北京矿冶研究总院 | 明矾石高温快速还原脱硫回收铝、钾和镓的工艺 |
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1986
- 1986-02-03 CN CN86100806.5A patent/CN1004928B/zh not_active Expired
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CN1004928B (zh) | 1989-08-02 |
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