[發明專利]利用煤矸石生產氫氧化鋁和硅酸及碳酸鈉工藝方法

無效

• 申請號: 200910029326.6
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101857251A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 劉慶玲
• 申請（專利權）人: 劉慶玲
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01B33/00;C01D7/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種利用煤矸石生產氫氧化鋁和硅酸及碳酸鈉的工藝方法，其特征在于運用燒堿法原理，采用燒堿堿熔工藝，通過燒堿堿熔-碳化-水解，實現同時提取煤矸石中的氧化鋁和二氧化硅，生產氫氧化鋁和硅酸及碳酸鈉：

(1)燒堿堿熔：將煤矸石粉與燒堿溶液混合，加熱進行堿熔處理，得到干粉；干粉輸入干粉溶解工序；

(2)干粉溶解：將燒堿堿熔得到的干粉進行溶解；溶解后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅中包含有部分氫氧化鋁，經過洗滌以后，輸入下道氫氧化鋁溶出工序；濾液輸入后道第一碳化工序生產粗氫氧化鋁；

(3)氫氧化鋁溶出：將干粉溶解得到的濾餅用燒堿溶液進行溶解，使氫氧化鋁溶解進入溶液；溶解后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅經洗滌作為濾渣；濾液輸入下道第一碳化工序生產粗氫氧化鋁；

(4)第一碳化：將前面干粉溶解及氫氧化鋁溶出兩道工序得到的濾液合并，進行稀釋后，用二氧化碳氣體進行第一次碳酸化處理；第一碳化結束后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅經洗滌為含有二氧化硅的粗氫氧化鋁，輸入下道濾餅溶解工序；濾液輸入后道第二碳化工序；

(5)濾餅溶解：將第一碳化得到的濾餅，用燒堿溶液和后道濾液濃縮工序得到的濃濾液進行溶解，得到含有二氧化硅的鋁酸鈉溶液，輸入下道脫硅提純工序；

(6)脫硅提純：將濾餅溶解得到的含有二氧化硅的鋁酸鈉溶液，添加生石灰或熟石灰并攪拌加熱，進行脫硅處理；脫硅處理結束后，過濾，得到濾餅脫硅渣和濾液；脫硅渣含有氧化鋁和二氧化硅，直接輸入頭道燒堿堿熔工序，與煤矸石粉一起，重新進行燒堿堿熔處理；濾液為高純度鋁酸鈉溶液，輸入下道稀釋水解工序生產氫氧化鋁；

(7)稀釋水解：將脫硅提純得到的濾液，進行稀釋水解；水解結束后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅經洗滌、烘干、粉碎后為產品氫氧化鋁；濾液為含有鋁酸鈉的氫氧化鈉稀溶液，輸入下道濾液濃縮工序；

(8)濾液濃縮：將稀釋水解得到的濾液，加熱蒸發濃縮，得到濃溶液；濃溶液輸入前道濾餅溶解工序；

(9)第二碳化：將第一碳化得到的濾液，用二氧化碳氣體進行第二次碳酸化處理；第二碳化結束后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅經洗滌、烘干、粉碎后為產品硅酸；濾液輸入下道濾液蒸發工序；

(10)濾液蒸發：將第二碳化得到的濾液，加熱蒸發濃縮，得到過飽和的濃溶液；濃溶液輸入下道冷卻結晶工序；

(11)冷卻結晶：將濾液蒸發得到的濃溶液進行冷卻、結晶；結晶后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅為碳酸氫鈉，輸入下道干燥工序；濾液為碳酸氫鈉飽和溶液，輸入后道尾氣噴淋工序；

(12)干燥：將冷卻結晶得到的濾餅進行干燥處理，得到產品碳酸鈉干粉和含碳酸鈉粉塵的尾氣；尾氣輸入下道尾氣噴淋工序；

(13)尾氣噴淋：將冷卻結晶得到的濾液用來對上道干燥工序的含碳酸鈉粉塵的尾氣進行噴淋，得到凈化后的尾氣和噴淋液；噴淋液為含碳酸鈉的碳酸氫鈉飽和溶液，輸入前道濾液蒸發工序，并入下一批第二碳化后的濾液，進行蒸發濃縮；凈化后的尾氣直接排放。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的燒堿堿熔：將煤矸石粉與燒堿溶液混合，加熱進行堿熔處理，得到干粉，是指將60-200目的煤矸石粉與燒堿溶液按照質量比煤矸石粉∶氫氧化鈉＝1∶0.8-1.5進行配料，在400-800℃加熱反應，直到物料變成干粉。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的干粉溶解：將燒堿堿熔得到的干粉進行溶解；溶解后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅中包含有部分氫氧化鋁，經過洗滌以后，是指將經燒堿堿熔工藝段得到的干粉進行溶解；溶解時控制溶液中Na₂O≥250克/升；溶解后，在4小時內過濾；過濾后，濾餅用熱水洗滌至PH＝11。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的氫氧化鋁溶出：將干粉溶解得到的濾餅用燒堿溶液進行溶解，使氫氧化鋁溶解進入溶液；溶解后，過濾，得到濾餅和濾液；濾餅經洗滌，是指將經干粉溶解工藝段得到的濾餅，用燒堿溶液溶解；溶解時，加入的燒堿溶液量按照濾餅與燒堿溶液混合后，溶液中摩爾比Al₂O₃∶Na₂O＝1∶1.4-1.6計算，控制溶液中Na₂O濃度在230-250克/升之間，溫度110℃；濾餅溶解后，過濾，得到的濾餅用熱水洗滌至PH＝11。