[發明專利]一種由鎂鋁水滑石對含硅的鋁酸鈉溶液深度脫硅的方法

無效

• 申請號: 201210436789.6
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103803614A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 馬家玉
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01F7/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于含硅的鋁酸鈉溶液脫硅的方法，特別涉及以含氯化鎂的鹵水為原料制備鎂鋁水滑石，并將其作為脫硅劑使用對含硅的鋁酸鈉溶液進行深度脫硅的方法。

背景技術

我國鋁土礦儲量豐富，但是80%以上為鋁硅比（鋁土礦中Al₂O₃和SiO₂的質量比）為4～8的中低品位一水硬鋁石型鋁土礦，不能直接應用于生產成本低的拜爾法工藝中，需要經過脫硅，提高其鋁硅比，然后采用經濟的拜爾法工藝生產氧化鋁。

鋁土礦除了含有水化形式的氧化鋁外，還包含硅、鐵和鈦等雜質。鋁土礦中存在的鐵和鈦在苛性鈉溶液中通常是難溶的，對從鋁土礦中選擇性提取氧化鋁幾乎沒有影響，這些化合物在消化后摻入紅泥中。鋁土礦中存在的硅化合物主要以石英和以與氧化鋁水化的復鹽形式存在，例如高嶺石。石英在苛性鈉溶液中溶解緩慢，鋁土礦中其它形式的二氧化硅可快速地溶解在消化步驟所使用的苛性鈉溶液中。因此，含有大量二氧化硅的鋁土礦難以進行處理。鋁土礦中存在的二氧化硅在消化鋁土礦時至少會引起兩個問題：（i）二氧化硅作為復合鈉硅酸鹽溶解和再沉淀，由此消耗掉苛性蘇打；（ii）復合鈉鋁硅酸鹽在裝置表面上再沉淀引起污垢堆積，當污垢堆積在熱交換表面上時，這個問題尤為嚴重。因此硅是堿法生產氧化鋁工藝中最有害的雜質。在將鋁土礦溶解在堿液中得到的含硅的鋁酸鈉溶液分解之前必須設立專門的脫硅過程。

脫硅過程的實質就是使溶液中處于過飽和狀態的硅酸鈉轉化成溶解度小的化合物沉淀析出。經過脫硅凈化處理后的鋁酸鈉溶液，生產上稱為精制液，脫硅后溶液中SiO₂的凈化程度通常用硅量指數來表示。當精制液中Al₂O₃的濃度一定時，硅量指數越高表示溶液中SiO₂的含量越低，脫硅越徹底。因此提高和穩定鋁酸鈉溶液的硅量指數對產品氧化鋁質量和產量起著極為重要的作用。

含硅的鋁酸鈉溶液的深度脫硅已有不少研究，可作脫硅劑的含鈣化合物有氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、立方水合鋁酸鈣，但上述脫硅劑的脫硅深度不高。增加脫硅劑用量可以增加精制液的硅量指數，但同時造成氧化鋁的損失也大。而且上述脫硅劑均要直接或間接消耗CaO或Ca(OH)₂，而CaO或Ca(OH)₂是非可再生資源，且價格逐年上漲，因此研制價格低廉新型高效脫硅劑迫在眉睫。

另一方面，我國有豐富的海水和鹽湖資源，為國民經濟發展和人民的生活提供了豐富的鈉鹽和鉀鹽等產品。在從鹽湖或海水中提取以上產品后，所剩含有大量氯化鎂的液體，俗稱鹵水。鹵水成分復雜，除含有大量的氯化鎂外，還存在一部分鈉鹽，鉀鹽及數量相當可觀的有機雜質。工業上通常這些鹵水排放到大?；螓}湖中，目前只將其中很小的一部分用于制備固體結晶氯化鎂作為基本無機化工原料來使用，大量鹵水回排，不僅污染了近海海水，也給近海濕地帶來了一定的影響，從而使一些生物因環境污染而有滅絕的危險。因此，如何充分合理利用鹽湖鹵水資源，不僅是國家經濟發展的戰略需要，也是保護環境可持續發展的需要。?

水滑石類化合物(LDHs)是一類具有層狀結構的新型無機功能材料，其典型的鋁鎂水滑石化學式為：Mg₆Al₂(OH)?₁₆CO₃·4H₂O。鋁鎂水滑石是集阻燃劑、絕緣劑、穩定劑、著色劑、滑爽劑、抗老化劑、抗紫外線劑等諸多功能于一身的填充和改進的無機多功能材料。本發明人用含氯化鎂的鹵水為原料制備鎂鋁水滑石，并發現其有深度脫硅能力。

發明內容

本發明要解決的技術問題：克服現有脫硅劑存在的不足和局限性，用含氯化鎂的鹵水為原料制備鎂鋁水滑石，并以其作為脫硅劑，從而提供一種含硅的鋁酸鈉溶液深度脫硅的方法。

本發明的技術方案：一種由鎂鋁水滑石對含硅的鋁酸鈉溶液深度脫硅的方法，其特征是：包括以下步驟：

（1）將鹵水進行自然蒸發、濃縮、結晶，過濾除去雜質、結晶物，得到含氯化鎂的精制鹵水，其中氯化鎂含量為2～5mol/L，并用水調節，使氯化鎂初始濃度為0.5～2mol/L，同時加入氯化鋁，Mg²⁺與Al³⁺的摩爾比值為1～3，配成鹽溶液A；