[發明專利]一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法

有效

• 申請號: 201911285365.2
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111072071B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 潘愛芳;馬昱昭;馬潤勇;胡神濤;孫悅;暢捷;李奎夢;史國義
• 申請（專利權）人: 潘愛芳
• 主分類號: C01G49/14
• 分類號: C01G49/14;C01B33/14;C02F1/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，包括以下步驟：

S1、將鐵尾礦、碳酸鈉和添加劑固體按照質量比1:(0.798～2.98):(0.00～0 .02)混合，研磨，制得混合生料；所述添加劑為氯化鈉和氯化鉀中的任意一種或兩種的混合物；

S2、將S1所得的混合生料置于常壓、溫度為800～990℃條件下，焙燒20～60min，得到活性熟料；

S3、按照固液質量比1:10～1:13，將S2獲得的活性熟料與水混合，在溫度為75~80℃條件下，攪拌溶出，過濾，得到濾渣和濾液；

S4、按照固液質量比1:10～1:13，將S2獲得的活性熟料與S3所得的濾液混合，在溫度為75～80℃條件下，攪拌溶出，過濾，得到濾渣和循環濾液，以此循環溶出，當循環濾液中Na⁺達到近飽和時，停止循環溶出，循環濾液中含有偏鋁酸根和硅酸根離子；

S5、向S4最終所得的循環濾液內通入二氧化碳氣體進行碳化分解，過濾，得到包含SiO₂·nH₂O和Al(OH)₃混合物的濾渣，以及包含Na₂CO₃的濾液；其中，包含Na₂CO₃的濾液進行濃縮后，能夠進入S1中循環利用；

S6、按照固液質量比1:5～1:6，將S3、S4和S5所得的濾渣與濃度為1～12mol/L的硫酸混合，在溫度為75～80℃條件下，攪拌0.5～4h，過濾，得到酸浸濾液和硅膠；

S7、將S6所得的酸浸濾液調整酸濃度至1～12mol/L后，按照固液質量比1:5～1:6，加入到S3、S4和S5所得的濾渣中，在溫度為75～80℃條件下，攪拌酸浸反應，過濾，得到酸浸循環濾液和硅膠，以此循環酸浸，直至酸浸循環濾液中鋁、鐵達到近飽和時，停止循環酸浸；

S8、將S6和S7所得的硅膠洗滌，得到純凈的硅膠；

S9、將S7最終所得的鋁、鐵近飽和時的酸浸循環濾液進行濃縮，聚合，熟化，得到聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硫酸鈉產品。

2.如權利要求1所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S1的混合生料中，鐵尾礦、碳酸鈉和添加劑固體的質量比為1:(1～2):(0 .005～0.012)，混合生料的粒度為150～250目。

3.如權利要求2所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S3中的固液質量比為1:12，攪拌溶出時間為10～60min。

4.如權利要求3所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S4中的固液質量比、攪拌溶出溫度和攪拌溶出時間參數分別與S3的相應溶出參數取值相同。

5.如權利要求1所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S5中的碳化分解溫度為80℃～90℃，當循環濾液pH值達到6～10時，停止碳化分解。

6.如權利要求1所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S6中的固液質量比為1:5.5、硫酸濃度為8mol/L、酸浸溫度為78～80℃，攪拌時間為3h。

7.如權利要求1所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S7中的固液質量比、硫酸濃度、酸浸溫度和攪拌時間參數分別與S6的相應酸浸參數取值相同。

8.如權利要求1-7任一項所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S9包括以下步驟：

S91、將S7最終所得的鋁、鐵近飽和時的酸浸循環濾液置于溫度為75～80℃的條件下，加熱蒸發15～30min，濃縮成粘稠狀液體；

S92、向S91所得的粘稠狀液體中加入堿化劑，在溫度為75～80℃條件下，攪拌聚合0 .5～2h，得到聚合物；

S93、將S92所得的聚合物置于溫度為16～50℃條件下，保溫熟化12～72h，得到聚合硫酸鋁鐵和硫酸鈉產品。

9.如權利要求8所述的利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，其特征在于，S92中的堿化劑為碳酸氫鈉、氫氧化鈣中的任意一種或兩種的混合物，堿化度為0.23～0.45。