張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

燒堿法生產(chǎn)液體鋁酸鈉的工藝研究

張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

將顆粒狀（為了混料均勻，如果選用片狀的氫氧化鈉，需要粉碎后進(jìn)入配料工段使用）氫氧化鈉與鋁釩土按一定比例混合均勻，經(jīng)450～500℃煅燒0.5 h，再經(jīng)溶解、過濾、洗滌、精制得到合格液體鋁酸鈉。本工藝采用低溫煅燒，常壓溶解的方法生產(chǎn)液體鋁酸鈉，具有生產(chǎn)工藝簡單，易于操作，設(shè)備簡單，損耗低，減少環(huán)境污染等特點(diǎn)，并且避免了液體燒堿法生產(chǎn)鋁酸鈉時(shí)的爐內(nèi)粘接現(xiàn)象；采用自制高效脫硅劑對鋁酸鈉進(jìn)行脫硅，可得到高質(zhì)量的鋁酸鈉。經(jīng)精制后的低硅鋁酸鈉可以進(jìn)入結(jié)晶工序制得氫氧化鋁，或用于“氫氟酸—鋁酸鈉法”和“氟硅酸鈉法生產(chǎn)冰晶石”工藝的生產(chǎn)原料，具有較強(qiáng)的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

固體氫氧化鈉；鋁釩土；鋁酸鈉

液體鋁酸鈉主要用于結(jié)晶氫氧化鋁，或用于“氫氟酸—鋁酸鈉法”、“氟硅酸鈉法生產(chǎn)冰晶石”工藝的主要原料，對于液體鋁酸鈉的分解機(jī)理和分解動(dòng)力學(xué)研究，文獻(xiàn)多有報(bào)道，而對于生產(chǎn)液體鋁酸鈉的工藝研究詳細(xì)報(bào)道還很少。本工藝以固體燒堿和鋁礬土為原料，采用低溫煅燒，常壓溶解的方法生產(chǎn)液體鋁酸鈉，具有生產(chǎn)工藝簡單，易于操作，設(shè)備簡單的特點(diǎn)。并且采用自制高效脫硅劑對鋁酸鈉進(jìn)行脫硅，可得到高質(zhì)量的液體鋁酸鈉。

1 原料

氫氧化鈉，采用GB 209-2006標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品；鋁釩土，采用YB/T5057-93標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品；石灰，采用HG/T 2504-1993標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品；碳酸鈉，采用 GB 210-92標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品。

2 工藝流程

根據(jù)化驗(yàn)分析氫氧化鈉和鋁釩土成分含量，進(jìn)行配料，在固體混料器中按配比混合均勻，在馬弗爐內(nèi)450～500℃煅燒0.5 h，生成雜質(zhì)成分含量較高的固體鋁酸鈉，再經(jīng)溶解、沉降分離洗滌、精制得低硅鋁酸鈉。

2.1 鋁土礦粉制備

選用優(yōu)質(zhì)鋁土礦（Al2O3＞70%，SiO2＜10%，AlSi＞10），用顎式破碎機(jī)或錘式破碎機(jī)破碎后，經(jīng)雷蒙磨磨細(xì)，過180目篩，取樣化驗(yàn)Al2O3、SiO2含量，混勻后存于粉礦倉備用。

2.2 活性石灰制備

選用優(yōu)質(zhì)碳酸鈣礦石，經(jīng)粗破碎后于窯中在溫度1 000～1 200℃煅燒1 h，經(jīng)雷蒙磨磨細(xì)，過100目篩，取樣化驗(yàn)石灰活性，混勻后儲存?zhèn)溆谩?/p>

2.3 固體鋁酸鈉制備

根據(jù)化驗(yàn)分析礦石粉成分含量，進(jìn)行配料計(jì)算，設(shè)定鋁礦粉、石灰、固體氫氧化鈉計(jì)量稱的流量，同時(shí)將鋁礦粉、石灰、固體氫氧化鈉加入到混料器中，混合均勻，用無軸螺旋輸送入內(nèi)熱式反應(yīng)爐中，物料在從常溫到500℃之間反應(yīng)0.5 h，再在500℃時(shí)反應(yīng)0.5 h，生成含雜質(zhì)成分含量較高的固體鋁酸鈉（Al2O3＞48%，Na2O＞32%）。

2.4 鋁酸鈉的溶解

將固體鋁酸鈉送入溶解槽中用赤泥洗液（即2#上清液Al2O350 g/L，αk1.5）溶解3 h，溶出漿液送沉降槽進(jìn)行液體鋁酸鈉和固體雜質(zhì)的分離。

2.5 沉降分離及洗滌

溶出料漿在1#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O3100g/L，SiO20.4～0.5g/L，αk1.40）進(jìn)入粗液槽，1#底流渣在底流槽中用3#上清液（95℃）攪拌洗滌，用泵打入2#沉降槽。

洗滌料漿在2#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O350 g/L，αk1.5）去溶出槽，2#底流渣用轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)所過濾的濾液（Al2O315g/L，αk1.5）攪拌洗滌，用泵打入3#沉降槽。

洗滌料漿在3#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O315 g/L，αk1.5）進(jìn)入1#底流槽，3#底流渣用熱水（95℃）攪拌洗滌，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)過濾，渣棄之（可用于中和酸性廢渣后作為生產(chǎn)水泥的原料），濾液用泵打入2#底流槽進(jìn)行殘?jiān)礈臁?/p>

2.6 添加劑的制備

①在石灰乳制備槽中按一定配比配制石灰乳備用（注意：石灰乳要充分?jǐn)嚢璩扇闋睿虎谠诩儔A制備槽中按一定配比配制純堿溶液備用；③在脫硅劑合成槽（50～80℃）中按計(jì)算的比例加入鋁酸鈉溶液；④純堿溶液和鋁酸鈉溶液分別預(yù)熱后，將純堿溶液和石灰乳依次加入合成槽中，充分?jǐn)嚢璨⒂?0～80℃恒溫1 h，過濾得渣即為高效脫硅劑，液體進(jìn)成品鋁酸鈉槽。

2.7 粗鋁酸鈉的精制

在粗液精制槽中加入一定量添加劑，對粗鋁酸鈉溶液進(jìn)行精制，恒溫80～100℃，攪拌1 h，經(jīng)過濾除去固體雜質(zhì)，得成品鋁酸鈉，固體雜質(zhì)返回溶出槽。成品鋁酸鈉溶液存于儲槽中（保溫85℃，Al2O3100 g/L，SiO2＜0.15g/L，αk1.40～1.80）。

工藝流程方框圖見圖1。

圖1 工藝流程圖

3 設(shè)備及成本

①原料固體氫氧化鈉、石灰、鋁釩土粉及半成品固體鋁酸鈉和洗液在進(jìn)行輸送、儲存時(shí)均為堿性，可使用普通碳鋼材質(zhì)的料倉、輸送設(shè)備及儲存設(shè)備。②固體氫氧化鈉與鋁釩土粉的料漿在450～500℃反應(yīng)，反應(yīng)溫度偏低，可以在普通碳鋼內(nèi)熱式反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行。③經(jīng)考察試驗(yàn)，采用耙式攪拌器即可滿足溶出液的沉降分離，低功率的耙式攪拌器在電解鋁行業(yè)已經(jīng)廣泛使用，技術(shù)成熟，電能消耗低，環(huán)境污染小。因此采用低功率的耙式攪拌器沉降洗滌液體鋁酸鈉具有可行性。

每生產(chǎn)一噸100 g/L Al2O3的液體鋁酸鈉的主要原材料消耗見下頁表1。

4 產(chǎn)品分析及結(jié)論

液體鋁酸鈉分析結(jié)果見下頁表2。

表1 原材料消耗表

本工藝采用固體氫氧化鈉與鋁釩土粉為原料，經(jīng)配料后，反應(yīng)在450～500℃進(jìn)行，遠(yuǎn)低于純堿和鋁釩土生產(chǎn)工藝中的1 200℃以上的反應(yīng)溫度，具有工藝操作簡單、設(shè)備損耗低、能耗低、減輕環(huán)保壓力的特點(diǎn)，并且生產(chǎn)的液體鋁酸鈉硅含量低，能滿足氫氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量要求和“氫氟酸—鋁酸鈉法”和“氟硅酸鈉法”工藝冰晶石生產(chǎn)的需要。

Study on Production Process of Caustic Soda Manufacturing Sodium Aluminate Solution

ZHANG Xiao-xia
（Do-fluoride Chemicals Co.Ltd.，Jiaozuo 454191，China）

The granular sodium hydroxide and alumina clay are well-mixed according to certain ration，then calcining about half an hour at 450～500℃，the sodium aluminate in liquid are obtained after dissolving，washing and refining.The technology has the advantages such as simple process，easy to operation，simple device，low loss，reduce enviromental et al，also avoids the adhesion phenomena in furnace of sodium aluminate production by liquid caustic soda method.High quality sodium can obtained by the process which use high efficient desiliconization agent to remove silion from solium hydroxide.The refined sodium aluminate of low concentration silicon can made into aluminum hydroxide by the crystal process，or for the raw materials of prodution，incluing hydroflucoric acid-sodium aluminate method and production of cryolife from sodium fluosilicate method，has more enviromental benefits and economic benefits.

sodium hydroxide；bauxite；sodium aluminate

表2 產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果

TQ133.1

A

1003-3467（2010）13-0037-02

2010-03-10

張小霞（1973-），女，工程師，從事氟化鹽研究工作，電話：13839168771。