專利名稱：一種鈣硅渣的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿法生產(chǎn)氧化鋁過程中脫硅廢渣的綜合利用方法，尤其涉及一種 鈣硅渣的綜合利用方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中，在一次脫硅精液中加入石灰乳或其它含鈣化合物進(jìn)行深度 脫硅時(shí)，其渣相成分主要是水化石榴石3Ca0 A1203 xSi02 (6_2x)H20，其中x為(0. 1 0. 2)，稱之為鈣硅渣。理論上鈣硅渣中氧化鋁的含量為26%左右，渣相中A/S比較高，目前 生產(chǎn)上的鈣硅渣中氧化鋁含量也大于20%，這需要回收其中的氧化鋁或?qū)で笃渌免}硅 渣的方法。鈣硅渣主要含有 A1203% 22. 20%, Ca0% 40%, Si02% :3. 08%。目前生產(chǎn)上是將這種鈣硅渣返回?zé)绍囬g配料，再進(jìn)行一次燒結(jié)溶出，回收其中 的氧化鋁，這增加了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和加工費(fèi)。也可以采用碳分母液處理這種鈣硅渣，即 以含碳酸鈉的溶液分解鈣硅渣，使氧化鋁進(jìn)入溶液中，碳酸鈣等進(jìn)入赤泥中。但是此方法由 于存在回收率低、經(jīng)濟(jì)性差，產(chǎn)生大量碳酸鈣等渣相進(jìn)入赤泥等問題。目前也只是研究階 段。因此，研究如何更好的處理鈣硅渣，回收其中的氧化鋁的方法是很有意義的。氯化鈣具有遇水發(fā)熱且凝點(diǎn)低的特點(diǎn)，通常用作道路、高速公路、停車場(chǎng)、碼頭的 融雪和除冰，并有吸水性強(qiáng)的功能，還可用做干燥劑，如用于氮?dú)?、氧氣、氫氣、氯化氫、二?化硫等氣體的干燥，是港口的消霧和路面的集塵、織物防火的最佳材料。生產(chǎn)醇、酯、醚和丙 烯酸樹脂時(shí)用作脫水劑。氯化鈣水溶液是冷凍機(jī)用和制冰用的重要制冷介質(zhì)，其還有能加速混凝土的硬化 和增加建筑砂漿的耐寒能力，是優(yōu)良的建筑防凍劑，可以用作鋁鎂冶金的保護(hù)劑、精煉劑； 也是生產(chǎn)色淀顏料的沉淀劑，用于廢紙加工脫墨；也是生產(chǎn)鈣鹽的原料。氯化鈣溶液是用作 海藻酸鈉行業(yè)、豆制品行業(yè)的絮凝劑。它是調(diào)配碳酸鈉的索爾維法的副產(chǎn)品，亦可由碳酸鈣 和鹽酸的反應(yīng)制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有回收鈣硅渣中的氧化鋁的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，回收率低、經(jīng)濟(jì)性差，產(chǎn) 生大量碳酸鈣等渣相進(jìn)入赤泥的不足，提供一種鈣硅渣的綜合利用方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種鈣硅渣的綜合利用方法包括以下 步驟步驟10 配制酸性調(diào)整液；步驟20 將鈣硅渣和酸性調(diào)整液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到含鋁 殘?jiān)徒瞿敢?；步驟30 將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌直至洗液的PH值達(dá)到7后，將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c 溶液混合進(jìn)行溶出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離，得到的溶出液通過碳酸化分解即可制得氫氧 化鋁。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明鈣硅渣的綜合利用方法完美實(shí)現(xiàn)了鈣硅渣的全面綜 合利用，延伸了氧化鋁產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)氯化鈣產(chǎn)品，其市場(chǎng)容量大，奠定了此技術(shù)的推廣應(yīng)用 性；降低了氧化鋁生產(chǎn)成本，提升氧化鋁生產(chǎn)能力，使燒結(jié)法氧化鋁產(chǎn)能增加15%以上，并 大幅度降低能耗和生產(chǎn)成本；可使拜耳法能直接處理中等品位鋁土礦，解決高品位鋁土礦 (鋁硅比大于10)日漸枯竭的矛盾，而且能使燒結(jié)法系統(tǒng)只處理鋁土礦，大幅度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能 和降耗，有利于最大限度地發(fā)揮燒結(jié)法和拜耳法兩大系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，優(yōu)化生產(chǎn)流程；采用 鈣硅渣生產(chǎn)氫氧化鋁和氯化鈣，不再采用經(jīng)過鋁土礦燒成、溶出、凈化等工序得到的精液原 料，而是利用脫硅廢渣中的有效鈣鋁成分進(jìn)行合成，使得鈣回收率大于99%，鋁回收率大于 99% ；而且浸出母液可以循環(huán)利用，降低了生產(chǎn)成本低，同時(shí)氯化鈣市場(chǎng)容量大；本方法實(shí) 現(xiàn)了氧化鋁行業(yè)與氯堿行業(yè)的又一個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)，便于進(jìn)行大型工業(yè)化生產(chǎn)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述步驟10中的酸性調(diào)整液的PH值為2 6. 5。進(jìn)一步，所述步驟10中酸性調(diào)整液的配制過程為將蒸餾水和鹽酸溶液進(jìn)行混合。進(jìn)一步，所述步驟10中酸性調(diào)整液的配制過程為將浸出母液、洗液和鹽酸溶液中 的一種或者幾種與蒸餾水進(jìn)行混合。進(jìn)一步，所述浸出母液中&(12含量小于11%。進(jìn)一步，所述步驟20為將鈣硅渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 20 1 3混合后， 于20°C 100°C下進(jìn)行0. 1小時(shí) 2小時(shí)的浸出反應(yīng)。進(jìn)一步，所述步驟20為將鈣硅渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 9 1 3混合后， 于30°C 70°C下進(jìn)行0. 5小時(shí) 1小時(shí)的浸出反應(yīng)。進(jìn)一步，所述步驟20中進(jìn)行固液分離得到的浸出母液中CaCl2含量大于或者等于 11%時(shí)，則將浸出母液作為工業(yè)級(jí)液體氯化鈣產(chǎn)品出售，或者通過干燥獲得工業(yè)級(jí)固體氯 化鈣。進(jìn)一步，所述步驟30采用60°C 90°C的蒸餾水將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌。進(jìn)一步，所述步驟30中將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c溶液混合后，于100°C 120°C下進(jìn) 行0. 5 1. 5小時(shí)的溶出反應(yīng)。進(jìn)一步，所述氫氧化鈉溶液中氧化鈉的濃度為200g/L 300g/L，所述溶出液a k 值控制在1.3 1.8。


圖1為本發(fā)明鈣硅渣的綜合利用方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明鈣硅渣的綜合利用方法的流程示意圖。如圖1所示，所述方法包括 以下步驟步驟10 配制酸性調(diào)整液。所述酸性調(diào)整液的PH值為2 6. 5，其配制過程為將浸出母液、洗液和鹽酸溶液中的一種或者幾種與蒸餾水進(jìn)行混合，可以包括將蒸餾水、浸出母液、洗液和鹽酸溶液進(jìn)行混 合，或者將蒸餾水和鹽酸溶液進(jìn)行混合、或者將浸出母液、鹽酸溶液和蒸餾水進(jìn)行混合等。 所述酸性調(diào)整液中各個(gè)成分之間的質(zhì)量比取決于酸性調(diào)整液的PH值的大小，鹽酸濃度、浸 出母液的酸濃度、洗滌液酸濃度在不斷變化中，在調(diào)節(jié)酸性調(diào)整液PH值大小的過程，即是 配制酸性調(diào)整液的過程。所述浸出母液中(冗12含量小于11%。步驟20 將鈣硅渣和酸性調(diào)整液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到含鋁 殘?jiān)徒瞿敢?。將鈣硅渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 20 1 3混合后，于20°C 100°C下進(jìn)行 0.1小時(shí) 2小時(shí)的浸出反應(yīng)，優(yōu)選地，將鈣硅渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 9 1 3混 合后，于30°C 70°C下進(jìn)行0.5小時(shí) 1小時(shí)的浸出反應(yīng)。進(jìn)行固液分離得到的浸出母液 中CaCl2含量大于或者等于11%時(shí)，則將浸出母液作為工業(yè)級(jí)液體氯化鈣產(chǎn)品出售，或者通 過干燥獲得工業(yè)級(jí)固體氯化鈣。步驟30 將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌直至洗液的PH值達(dá)到7后，將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c 溶液混合進(jìn)行溶出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離，得到的溶出液通過碳酸化分解即可制得氫氧 化鋁。采用60°C 90°C的蒸餾水將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌。將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c溶液混 合后，于100°C 120°C下進(jìn)行0. 5 1. 5小時(shí)的溶出反應(yīng)。所述氫氧化鈉溶液中氧化鈉的 濃度為200g/L 300g/L，所述溶出液a k值控制范圍1.3 1.8。所述溶出液a k值是指 鋁酸鈉溶液中氧化鈉和氧化鋁的摩爾比。所述步驟20制得的含鋁殘?jiān)旧硪呀?jīng)是氫氧化鋁了，只不過就是含有雜質(zhì)含量 偏多，需要用氫氧化鈉溶液重新溶解一下，再經(jīng)碳酸化制得的純度較高的氫氧化鋁可以進(jìn) 行銷售。下面以三個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明鈣硅渣的綜合利用方法做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例一第一步，將鹽酸、蒸餾水、浸出母液、洗滌液通過混合調(diào)配制成酸性調(diào)整液，該酸性 調(diào)整液的PH值為2 ；第二步，將100克的鈣硅渣加到900克的酸性調(diào)整液中，于30°C下進(jìn)行 0. 5小時(shí)的浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到浸出母液和含鋁殘?jiān)?，所述浸出母液中CaCl2 含量為5.5%，因此可以返回第一步用于配制酸性調(diào)整液，所述含鋁殘?jiān)褂?0°C的蒸餾 水進(jìn)行洗滌直至洗液的PH值達(dá)到7，洗滌后的含鋁殘?jiān)鼮?2克(折干計(jì)算的重量)；將32 克的含鋁殘?jiān)脱趸c的濃度為200g/L的氫氧化鈉溶液，于100°C下進(jìn)行溶出反應(yīng)0. 5小 時(shí)，反應(yīng)完畢后經(jīng)過固液分離得到的溶出液通過碳酸化分解后，制得31克的氫氧化鋁，所 述溶出液a k值控制為1.8。實(shí)施例二 第一步，將鹽酸、蒸餾水、浸出母液、洗滌液混合調(diào)配制成酸性調(diào)整液，該酸性調(diào)整 液的PH值為6 ；第二步，將100克的鈣硅渣加到200克的酸性調(diào)整液中，于70°C下進(jìn)行2小 時(shí)的浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到浸出母液和含鋁殘?jiān)鼋瞿敢褐蠧aCl2含量為 4. 5%，因此可以返回第一步用于配制酸性調(diào)整液，所述含鋁殘?jiān)褂?0°C的蒸餾水進(jìn)行洗 滌直至洗液的PH值達(dá)到7，洗滌后的含鋁殘?jiān)鼮?0克(折干計(jì)算的重量)；將30克的含鋁 殘?jiān)脱趸c的濃度為300g/L的氫氧化鈉溶液，于120°C下進(jìn)行溶出反應(yīng)1小時(shí)，反應(yīng)完畢后經(jīng)過固液分離得到的溶出液送氧化鋁廠，所述溶出液a k值控制為1.3。實(shí)施例三第一步，將鹽酸、蒸餾水、浸出母液、洗滌液混合調(diào)配制成酸性調(diào)整液，該酸性調(diào)整 液的PH值為4 ；第二步，將100克的鈣硅渣加到600克的酸性調(diào)整液中，于60°C下進(jìn)行1 小時(shí)的浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到浸出母液和含鋁殘?jiān)?，所述浸出母液?^(12含 量為11.5%，因此浸出母液直接作為工業(yè)級(jí)氯化鈣產(chǎn)品外銷，所述含鋁殘?jiān)褂?0°C的蒸 餾水進(jìn)行洗滌直至洗液的PH值達(dá)到7，洗滌后的含鋁殘?jiān)鼮?1. 5克(折干計(jì)算的重量)； 將31. 5克的含鋁殘?jiān)脱趸c的濃度為260g/L的氫氧化鈉溶液，于110°C下進(jìn)行溶出反 應(yīng)1.5小時(shí)，反應(yīng)完畢后經(jīng)過固液分離得到的溶出液送氧化鋁廠，所述溶出液a k值控制為 1. 5。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟10配制酸性調(diào)整液；步驟20將鈣硅渣和酸性調(diào)整液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到含鋁殘?jiān)徒瞿敢海徊襟E30將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌直至洗液的PH值達(dá)到7后，將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c溶液混合進(jìn)行溶出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離，得到的溶出液通過碳酸化分解即可制得氫氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟10中的酸性 調(diào)整液的PH值為2 6. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟10中酸性調(diào) 整液的配制過程為將蒸餾水和鹽酸溶液進(jìn)行混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟10中酸性調(diào) 整液的配制過程為將浸出母液、洗液和鹽酸溶液中的一種或者幾種與蒸餾水進(jìn)行混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述浸出母液中CaCl2 含量小于11%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟20為將鈣硅 渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 20 1 3混合后，于20°C 100°C下進(jìn)行0. 1小時(shí) 2小 時(shí)的浸出反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟20為將鈣硅 渣和酸性調(diào)整液以質(zhì)量比1 9 1 3混合后，于30°C 70°C下進(jìn)行0. 5小時(shí) 1小時(shí) 的浸出反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟20中進(jìn)行固 液分離得到的浸出母液中CaCl2含量大于或者等于11%時(shí)，則將浸出母液作為工業(yè)級(jí)液體 氯化鈣產(chǎn)品出售，或者通過干燥獲得工業(yè)級(jí)固體氯化鈣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟30采用 60°C 90°C的蒸餾水將含鋁殘?jiān)M(jìn)行洗滌。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟30中將含鋁 殘?jiān)蜌溲趸c溶液混合后，于100°c 120°C下進(jìn)行0. 5 1. 5小時(shí)的溶出反應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鈣硅渣的綜合利用方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液 中氧化鈉的濃度為200g/L 300g/L，所述溶出液a k值控制在1. 3 1. 8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鈣硅渣的綜合利用方法。所述方法包括以下步驟配制酸性調(diào)整液；將鈣硅渣和酸性調(diào)整液混合進(jìn)行浸出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離得到含鋁殘?jiān)徒瞿敢海粚⒑X殘?jiān)M(jìn)行洗滌直至洗液的pH值達(dá)到7后，將含鋁殘?jiān)蜌溲趸c溶液混合進(jìn)行溶出反應(yīng)后，再進(jìn)行固液分離，得到的溶出液通過碳酸化分解即可制得氫氧化鋁。本發(fā)明鈣硅渣的綜合利用方法完美實(shí)現(xiàn)了鈣硅渣的全面綜合利用，延伸了氧化鋁產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)氯化鈣產(chǎn)品，其市場(chǎng)容量大，奠定了此技術(shù)的推廣應(yīng)用性。
文檔編號(hào)C01F7/02GK101875498SQ201010196298
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者李家成, 王智錦, 蘇兆勇, 高建陽, 高飛 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司