專利名稱：一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)品氧化鋁制備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法。

背景技術(shù)：
隨著我國的石油、化工、電子、建筑等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展，對各類高、精、專的工業(yè)原料需求日益增加。化學(xué)品氧化鋁即非冶金系列氧化鋁作為重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，被廣泛用于石油、化工、電子、陶瓷、橡膠、塑料、建筑及耐火材料等領(lǐng)域。目前，氧化鋁的生產(chǎn)主要以鋁土礦為原料，其生產(chǎn)方法主要為減法，包括拜耳法、燒結(jié)法以及聯(lián)合法。由于我國是鋁土礦資源相對貧乏的國家，開發(fā)利用非鋁土礦資源生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁十分必要。
紅柱石是一種富鋁礦物，屬于藍(lán)晶石類礦物，是天然高鋁硅酸鹽礦物，化學(xué)組成為Al2O3·SiO2，分子式Al2[SiO4]O。我國紅柱石礦儲(chǔ)量豐富，利用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁對我國鋁工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
中國專利公開號(hào)為CN101182025A，發(fā)明創(chuàng)造名稱為一種以紅柱石為原料制備化學(xué)品氧化鋁的方法的專利中，公開了一種以紅柱石選礦后的尾礦為原料生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁的方法，其制備步驟有粉碎紅柱石制球、焙燒制紅柱石自粉碎料、制紅柱石浸出礦漿、除雜凈化處理、碳分分解、水熱合成處理、霧化造粉等，使用氧化鈣和氟化鈣的混合物作為焙燒活化劑制備出純度為99.5％～99.999％的化學(xué)品氧化鋁。這樣的技術(shù)雖然可行，但其不足之處在于工藝相對較復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對較高。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、原材料來源充足，用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，包括下列制備步驟 第一步配料、混磨、制爐料球團(tuán) 將80～90重量份的紅柱石礦與110～120重量份的石灰石混合后，經(jīng)破碎、磨粉，磨成顆粒度為75～120微米的粉體，將粉體壓制成爐料球團(tuán)； 第二步燒結(jié)與自粉碎 將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1200～1350℃條件下焙燒50～70min，然后冷卻至40-60℃，制得紅柱石自粉碎料； 第三步浸出、過濾 將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為7.5％～8.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.5～1∶3，加熱混合礦料至80～90℃，機(jī)械攪拌50～70min，攪拌速度為1000～1200r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液； 第四步碳分 向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為25％～40％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，流量為0.3～0.5L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶20～1∶30，在溫度為40～60℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1～1.5小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌、25～35℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁； 所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成； 第五步噴霧熱解或煅燒 將干燥的超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行噴霧熱解處理，溫度為800～1200℃，壓力為1～10MPa，制得含量大于99.5％的氧化鋁；也可以將干燥的超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為800～1200℃，制得含量大于99.5％的氧化鋁。
本發(fā)明所述的第一步中紅柱石礦與石灰石的混合量的優(yōu)選方案為86重量份的紅柱石礦與114重量份的石灰石混合。
本發(fā)明所述的第二步的優(yōu)選方案為將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1300～1350℃條件下焙燒60min，然后冷卻至50-60℃，制得紅柱石自粉碎料。
本發(fā)明所述的第三步的優(yōu)選方案為將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為8％～8.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.5～1∶2.8，加熱混合礦料至85～90℃，機(jī)械攪拌60～70min，攪拌速度為1000～1100r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液。
本發(fā)明所述的第四步的優(yōu)選方案為向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為30％～38％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，流量為0.35～0.45L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶22～1∶28，在溫度為45～55℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1～1.2小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌、30℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁；所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成。
本發(fā)明的有益效果是 1、本發(fā)明利用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁解決了我國鋁土礦資源相對貧乏的問題，使儲(chǔ)量較豐富的紅柱石礦得到合理綜合利用。
2、本發(fā)明使用石灰石作為焙燒活化劑，該活化劑的成本比氧化鈣和氟化鈣的混合活化劑的成本有大幅度的降低，且石灰石來源廣泛，資源充足。
3、本發(fā)明使用特制分散劑，該分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成，具有良好的分散效果，可提高所制得的氫氧化鋁的純度和細(xì)度。
4、本發(fā)明具有工藝簡單、原材料充足、生產(chǎn)成本低、無污染等特點(diǎn)，且生產(chǎn)過程中的礦渣可用于生產(chǎn)水泥。
5、本發(fā)明制備的化學(xué)品氧化鋁，具有白度好、粒度細(xì)、活性強(qiáng)和燒結(jié)熟料能夠自粉碎，不用機(jī)械磨料，節(jié)省能源等特點(diǎn)。



附圖1為本發(fā)明一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法的工藝流程框圖。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 第一步配料、混磨、制爐料球團(tuán) 將86重量份的紅柱石礦與114重量份的石灰石混合后，經(jīng)破碎、磨粉，磨成顆粒度為75～120微米的粉體，將粉體壓制成爐料球團(tuán)； 第二步燒結(jié)與自粉碎 將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1300℃條件下焙燒60min，然后冷卻到50℃，制得紅柱石自粉碎料； 第三步浸出、過濾 將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為8％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.8，加熱混合礦料至85℃，機(jī)械攪拌60min，攪拌速度為1100r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液； 第四步碳分 向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為33％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，速度為0.4L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比為1∶25，在溫度為50℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌，30℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁； 所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成； 第五步噴霧熱解或煅燒 將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行噴霧熱解處理，溫度為1000℃，壓力為5MPa；也可以將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為1000℃。
經(jīng)檢測，此方法制得的氧化鋁的含量為99.8％，其它化學(xué)成分含量如下 實(shí)施例2 第一步配料、混磨、制爐料球團(tuán) 將90重量份的紅柱石礦與110重量份的石灰石混合后，經(jīng)破碎、磨粉，磨成顆粒度為75～120微米的粉體，將粉體壓制成爐料球團(tuán)； 第二步燒結(jié)與自粉碎 將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1350℃條件下焙燒50min，然后冷卻到60℃，制得紅柱石自粉碎料； 第三步浸出、過濾 將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為8.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.5，加熱混合礦料至90℃，機(jī)械攪拌50min，攪拌速度為1200r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液； 第四步碳分 向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為40％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，速度為0.3L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶30，在溫度為60℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1.5小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌，35℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁； 所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成； 第五步噴霧熱解或煅燒 將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行噴霧熱解處理，溫度為1200℃，壓力為1MPa；也可以將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為1200℃。
經(jīng)檢測，此方法制得的氧化鋁的含量為99.7％，其它化學(xué)成分含量如下 實(shí)施例3 第一步配料、混磨、制爐料球團(tuán) 將80重量份的紅柱石礦與120重量份的活化劑混合后，經(jīng)破碎、磨粉，磨成顆粒度為75～120微米的粉體，將粉體壓制成爐料球團(tuán)； 第二步燒結(jié)與自粉碎 將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1200℃條件下焙燒60min，然后冷卻到40℃，制得紅柱石自粉碎料； 第三步浸出、過濾 將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為7.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶3，加熱混合礦料至80℃，機(jī)械攪拌70min，攪拌速度為1000r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液； 第四步碳分 向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為25％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，速度為0.5L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶20，在溫度為40℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1.2小時(shí)，然后經(jīng)過濾，3次洗滌、25℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁； 所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成； 第五步噴霧熱解或煅燒 將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行噴霧熱解處理，溫度為800℃，壓力為10MPa；也可以將干燥的超細(xì)氫氧化鋁粉體進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為800℃。
經(jīng)檢測，此方法制得的氧化鋁的含量為99.5％，其它化學(xué)成分含量如下
權(quán)利要求
1、一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，包括下列制備步驟
第一步配料、混磨、制爐料球團(tuán)
將80～90重量份的紅柱石礦與110～120重量份的石灰石混合后，經(jīng)破碎、磨粉，磨成顆粒度為75～120微米的粉體，將粉體壓制成爐料球團(tuán)；
第二步燒結(jié)與自粉碎
將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1200～1350℃條件下焙燒50～70min，然后冷卻至40-60℃，制得紅柱石自粉碎料；
第三步浸出、過濾
將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為7.5％～8.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.5～1∶3，加熱混合礦料至80～90℃，機(jī)械攪拌50～70min，攪拌速度為1000～1200r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液；
第四步碳分
向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為25％～40％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，流量為0.3～0.5L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶20～1∶30，在溫度為40～60℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1～1.5小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌、25～35℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁；
所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成；
第五步噴霧熱解或煅燒
將干燥的超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行噴霧熱解處理，溫度為800～1200℃，壓力為1～10MPa，制得含量大于99.5％的氧化鋁；也可以將干燥的超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行煅燒處理，煅燒溫度為800～1200℃，制得含量大于99.5％的氧化鋁。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，所述的第一步中紅柱石礦與石灰石的混合量為86重量份的紅柱石礦與114重量份的石灰石混合。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，所述的第二步為將制得的爐料球團(tuán)放入燒結(jié)爐，在1300～1350℃條件下焙燒60min，然后冷卻至50-60℃，制得紅柱石自粉碎料。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，所述的第三步為將自粉碎料放入浸出槽，加入濃度為8％～8.5％的Na2CO3溶液并攪拌混合，自粉碎料與Na2CO3溶液的重量份比例為1∶2.5～1∶2.8，加熱混合礦料至85～90℃，機(jī)械攪拌60～70min，攪拌速度為1000～1100r/min，然后將混合礦料經(jīng)真空過濾除去礦渣，制得偏鋁酸鈉溶液。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，其特征在于，所述的第四步為向浸出的偏鋁酸鈉溶液中通入濃度為30％～38％的二氧化碳?xì)怏w至PH值為11為止，流量為0.35～0.45L/min，在這過程中加入分散劑，分散劑與偏鋁酸鈉溶液的體積份比例為1∶22～1∶28，在溫度為45～55℃條件下進(jìn)行碳分分解，碳分時(shí)間為1～1.2小時(shí)，然后經(jīng)過濾、3次洗滌、30℃烘干，制得超細(xì)氫氧化鋁；所述分散劑由聚合度2000的聚乙二醇、聚合度1000的聚乙二醇和三乙醇胺按重量份比為1∶1∶1混合組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用紅柱石礦制備化學(xué)品氧化鋁的方法，包括下列制備步驟配料、混磨、壓制爐料球團(tuán)，燒結(jié)與自粉碎，浸出、過濾，碳分，噴霧熱解或煅燒，制得含量大于99.5％的氧化鋁。本發(fā)明具有工藝簡單、原材料來源充足、生產(chǎn)成本低、無污染等特點(diǎn)，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的礦渣可用于生產(chǎn)水泥，使儲(chǔ)量豐富的紅柱石礦得到合理利用。本發(fā)明所生產(chǎn)的化學(xué)品氧化鋁，具有白度好、粒度細(xì)、活性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01F7/00GK101607729SQ20091011221
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者盧惠民 申請人:王 云