本發明專利技術涉及一種用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑的制法，該脫硅添加劑的分子式3CaO·Fe2O3·CaR·12H2O，R為；其制備步驟：1)以鐵鹽為原料，用氫氧化鈉或氫氧化鉀為沉淀劑與鐵鹽進行反應，制得氫氧化鐵；鐵鹽為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵或硫酸亞鐵；2)將步驟1)制得的氫氧化鐵與氧化鈣和硫酸鈣按照水合鈣鹽3CaO·Fe2O3·CaR·12H2OR為的理論摩爾比進行混合進行反應，其液固重量比保持在10～40∶1之間，反應溫度20-100℃，反應時間為10-20小時，制得用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑；可有效實現堿性介質中二氧化硅脫除。
Silicon removing additive for producing alumina by alkali process and preparation method thereof
Preparation method of desilicifying additive of the invention relates to a method for producing alumina alkali, the desilicifying additive formula 3CaO - Fe2O3 - CaR - 12H2O, R; the preparation method comprises the following steps: 1) with ferric salt as raw material, using sodium hydroxide or potassium hydroxide as precipitant and ferric salt was prepared with ferric hydroxide; iron as ferric chloride, ferrous chloride, ferric nitrate, ferric nitrate, ferric sulfate or ferrous sulfate; 2) step 1) theory of molar ratio of prepared calcium oxide and ferric hydroxide and calcium sulfate in hydrated calcium salt of 3CaO - Fe2O3 - CaR - 12H2OR for the reaction mixture, the weight ratio of liquid to solid in between 10 to 40: 1, reaction temperature 20-100, reaction time is 10-20 hours, prepared for desilication additives in alumina production by alkali method; silica removal can be achieved effectively in alkaline medium.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種脫硅添加劑及其制備方法，特別涉及一種采用鋁土礦為原料堿法 生產氧化鋁過程中，為有效降低溶液中二氧化硅濃度，降低脫硅產物中鈉、鋁含量的用于堿 法生產氧化鋁的脫硅添加劑及其制備方法和用途。
技術介紹
堿法生產氧化鋁，是采用堿(氫氧化鈉或碳酸鈉)來處理鋁土礦石，使礦石中的氧 化鋁轉變為鋁酸鈉溶液；礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分硅則成為不溶解的化合物，將不 溶解的殘渣(由于含氧化鐵而呈紅色，故稱為赤泥)與溶液分離，經洗滌之后棄去或綜合利 用，已回收其中的有用組成；純凈的鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁，經與母液分離、洗滌后 進行焙燒得到氧化鋁產品；分解母液可循環使用，處理另外一批礦石。在上述生產過程中，會有一定數量二氧化硅做為有害進入溶液體系；現有工業上 一般采用溶出脫硅、中壓脫硅、添加劑深度脫硅等工藝；且常以加入氧化鈣、碳酸鈣、赤泥、 鋁酸鈣、碳鋁酸鈣等做為脫硅添加劑；通常情況下得到的脫硅產物的鋁硅比在2. 0，鈉硅比 在1. 3左右，造成了鋁鈉的極大損失；因此難以處理低品位鋁土礦資源；且現有脫硅添加劑 均不能在氧化鈉濃度高于300g/L條件下有效脫除二氧化硅；因此尋找可以在較大氧化鈉 濃度范圍內有效脫硅，同時減少鈉鋁損失，提高堿法生產氧化鋁流程中鋁土礦可利用范圍， 是采用鋁土礦為原料，堿法生產氧化鋁工藝中，人們所關注的最重要問題之一。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于堿法生產氧化鋁的脫硅添 加劑及其制備方法，可以應用于較大氧化鈉濃度范圍之內，有效脫除二氧化硅的同時，降低 脫硅產物中鈉、鋁含量。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的。本專利技術提供的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑，其特征在于，該脫硅添加劑為 分子式是3Ca0 · Fe2O3 · CaR · 12H20的水合鈣鹽，其中R為CO32—或^^―。本專利技術提供的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑的制備方法，其步驟如下1)制備氫氧化鐵以鐵鹽為原料，用氫氧化鈉或氫氧化鉀為沉淀劑與鐵鹽進行反應，制得氫氧化 鐵；所述鐵鹽為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵或硫酸亞鐵；2)制備分子式是3Ca0 · Fe2O3 · CaR · 12H20的水合鈣鹽，其中R為CO32—或SO42一將步驟1)制得的氫氧化鐵與氧化鈣和碳酸鈉或者與氧化鈣和硫酸鈣按照3Ca0 · Fe2O3 · CaR · 12H20的水合鈣鹽，其中R為CO32—或SO42—的理論摩爾比進行混合，加水使 反應液中的液固重量比在10 40 1之間進行反應，反應溫度20-100°C，反應時間10-20 小時，制得用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑。本專利技術的脫硅添加劑可用于堿法生產氧化鋁的脫硅1)添加劑用于氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿性介質；其中氫氧化鈉溶液中氧化鈉或 氫氧化鉀溶液中氧化鉀的濃度應為100-650g/L，氧化鋁含量應在0-260g/L，碳酸鈉或碳酸 鉀濃度應在0_30g/L，二氧化硅濃度應在0-20g/L ；按照摩爾比SiO2 :3Ca0 'Fe2O3 .CaCO3 · 12H20/3Ca0 'Fe2O3 .CaSO4 ·12Η20 = 0. 3-1. 0 向介質中加入水合碳鐵酸鈣或水合硫鐵酸鈣；脫硅反應中，反應溫度保持在50-140°C，反應壓力為常壓，反應時間為1-5小時， 可有效實現堿性介質中二氧化硅的脫除。本專利技術效果如下在堿法生產氧化鋁的過程中，加入本專利技術的水合鈣鹽(水合碳鐵酸鈣或水合硫鐵 酸鈣)進行脫硅，二氧化硅會首先進入該脫硅添加劑的層狀結構，隨后該脫硅添加劑分解 為水合鐵石榴石，繼續進行二氧化硅的化合吸附，這個過程中僅有少量的鋁與化合物中的 鐵進行了交換，而鈉基本沒有進入化合物結構，因此有效避免了脫硅產物中鈉、鋁含量過高 問題。具體實施例方式下面結合實施例進一步描述本專利技術。實施例11)取一定量氯化鐵溶于水中，加入理論量氫氧化鈉并沉淀完全，制得氫氧化鐵；2)將制得的氫氧化鐵與氧化鈣和碳酸鈉按照水合鈣鹽3Ca0 · Fe2O3 · CaCO3 · 12H20 的理論摩爾比進行混合，加水使反應液中的液固重量比為15 1，在反應溫度25°C，反應時 間10小時，制得本實施例的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑(水合碳鐵酸鈣，其分子式 為 3Ca0 · Fe2O3 · CaCO3 · 12H20)。本實施例的脫硅添加劑(水合碳鐵酸鈣)用于堿法生產氧化鋁的脫硅需脫硅的堿法生產氧化鋁的含硅溶液中氧化鈉濃度100g/L，氧化鋁濃度30g/L、 碳酸鈉5g/L、二氧化硅0. 32g/L;按照摩爾比二氧化硅水合碳鐵酸鈣=0.6向含硅溶液中 加入該水合碳鐵酸鈣，在60°C反應1小時，可有效脫除含硅溶液中的二氧化硅，脫硅率可達 到 95%。實施例21)取一定量氯化鐵溶于水中，加入理論量氫氧化鈉并沉淀完全，制得氫氧化鐵；2)將制得的氫氧化鐵與氧化鈣和硫酸鈣按照水合鈣鹽3Ca0 · Fe2O3 · CaSO4 · 12H20 的理論摩爾比進行混合，加水使反應液中的液固重量比為15 1，在反應溫度80°C，反應時 間12小時，制得本實施例的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑(水合硫鐵酸鈣，其分子式 為 3Ca0 · Fe2O3 · CaSO4 · 12H20)本實施例的脫硅添加劑(水合硫鐵酸鈣)用于堿法生產氧化鋁的脫硅需脫硅的堿法生產氧化鋁的含硅溶液中氧化鈉濃度100g/L，氧化鋁濃度30g/L、碳酸鈉5g/L、二氧化硅0. 32g/L ；按照摩爾比二氧化硅水合硫鐵酸鈣=0. 6向含硅溶液中 加入該水合硫鐵酸鈣，在60°C反應1小時，可有效脫除含硅溶液中的二氧化硅，脫硅率可達 到 95%。實施例31)取一定量氯化亞鐵溶于水中，加入理論量氫氧化鈉并沉淀完全，制得氫氧化 鐵；2)將制得的氫氧化鐵與氧化鈣和碳酸鈉按照水合鈣鹽3Ca0 · Fe2O3 · CaCO3 · 12H20 的理論摩爾比進行混合，加水使反應液中的液固重量比為20 1，在反應溫度30°C，反應時 間14小時，制得本實施例的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑(水合碳鐵酸鈣)。本實施例的脫硅添加劑(水合碳鐵酸鈣)用于堿法生產氧化鋁的脫硅需脫硅的堿法生產氧化鋁的含硅溶液中氧化鈉濃度200g/L，氧化鋁濃度70g/L、 碳酸鈉8g/L、二氧化硅1.00g/L;按照摩爾比二氧化硅水合碳鐵酸鈣=0.5向含硅溶液中 加入該水合碳鐵酸鈣，在80°C反應2小時，可有效脫除含硅溶液中的二氧化硅，脫硅率可達 到 98%。實施例41)取一定量氯化亞鐵溶于水中，加入理論量氫氧化鈉并沉淀完全，制得氫氧化 鐵；2)將制得的氫氧化鐵與氧化鈣和硫酸鈣按照水合鈣鹽3Ca0 · Fe2O3 · CaSO4 · 12H20 的理論摩爾比進行混合，加水使反應液中的液固重量比為20 1，在反應溫度90°C，反應時 間14小時，制得本實施例的用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑(水合硫鐵酸鈣)。本實施例的脫硅添加劑(水合硫鐵酸鈣)用于堿法生產氧化鋁的脫硅需脫硅的堿法生產氧化鋁的含硅溶液中氧化鈉濃度200g/L，氧化鋁濃度70g/L、 碳酸鈉8g/L、二氧化硅1. 00g/L ；按照摩爾比二氧化硅水合硫鐵酸鈣=0. 5向含硅溶液中 加入該水合硫鐵酸鈣，在80°本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑的制備方法，該脫硅添加劑為分子式是３ＣａＯ·Ｆｅ２Ｏ３·ＣａＲ·１２Ｈ２Ｏ的水合鈣鹽，其中Ｒ為其特征在于，其步驟如下：１）制備氫氧化鐵以鐵鹽為原料，用氫氧化鈉或氫氧化鉀為沉淀劑與鐵鹽進行反應，制得氫氧化鐵；所述鐵鹽為氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵或硫酸亞鐵；２）制備分子式是３ＣａＯ·Ｆｅ２Ｏ３·ＣａＲ·１２Ｈ２Ｏ的水合鈣鹽，其中Ｒ為將步驟１）制得的氫氧化鐵與氧化鈣和硫酸鈣按照３ＣａＯ·Ｆｅ２Ｏ３·ＣａＲ·１２Ｈ２Ｏ水合鈣鹽，其中Ｒ為的理論摩爾比進行混合，加水使反應液中的液固重量比保持在１０～４０∶１之間，反應溫度２０－１００℃，反應時間為１０－２０小時，制得用于堿法生產氧化鋁的脫硅添加劑。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：洪濤，鄭詩禮，張懿，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：11
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