專利名稱：一種用氧化鋁赤泥制備4a沸石的方法
技術領域：
本發(fā)明一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，屬于4A沸石制備方法技術領域。
背景技術：
氧化鋁赤泥是氧化鋁生產過程中的廢棄物。根據各地鋁土礦的品位鋁硅比(A/S) 不同，每生產1噸氧化鋁就副產1. 0 1. 4噸赤泥不等。目前全世界每年產生赤泥約6000 萬噸。據2010年全年統(tǒng)計，我國氧化鋁產量約為2700萬噸，如果按每噸氧化鋁產生1. 2噸赤泥計算，我國每年產生的赤泥約為3240萬噸。赤泥為堿性物質，易堿化土地，污染地下水，嚴重危害人們健康。同時，氧化鋁赤泥中含有稀有金屬、稀土金屬及鋁、鐵等有價成分。 是一種非常有價值的二次資源，因此，充分利用及綜合開發(fā)赤泥具有重要的經濟價值和社
^^ 眉、ο在利用氧化鋁赤泥酸浸出提取稀土金屬的過程中，由于赤泥中氧化鋁的存在，造成酸浸液中的鋁含量較高，鋁的大量存在，影響稀土金屬的萃取，使萃取劑乳化，致使萃取劑損失嚴重。若僅僅是為了消除對提取稀土金屬的影響而去除氧化鋁，則浪費鋁資源，無法有效的重新利用氧化鋁。

發(fā)明內容
本發(fā)明一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，克服了現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種有效利用氧化鋁赤泥中的鋁制備4A沸石，同時提供富集稀土渣的方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為按照以下步驟進行。第一步，鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥
先將氧化鋁赤泥放入反應釜內用鹽酸溶液浸出，浸出后得到浸出漿液；浸出條件為 鹽酸溶液溫度為90°C _102°C，浸出時間60min-90min，鹽酸溶液與氧化鋁赤泥重量份比為 2:1-5，鹽酸溶液重量百分比濃度12%-20%;再將所述浸出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到浸出液；
第二步，蒸發(fā)浸出液
將所述浸出液用蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸出鹽酸蒸汽，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的20% 25%時，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液； 第三步，中和蒸發(fā)漿液
先將所述蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為3%-8%的氫氧化鈉溶液中和，中和至PH=S 12 停止，得到中和漿液；再將所述中和漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體和氫氧化鈉稀溶液；
第四步，中和固體的溶出反應
先將所述中和固體用氫氧化鈉溶液進行溶出反應，溶出反應時攪拌混勻，得到溶出漿液；溶出條件為氫氧化鈉溶液濃度為200g/L 330g/L，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1 2-5，溶出溫度90°C 109°C，溶出反應時間為40min 120min ；再將所述溶出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣； 第五步，鋁酸鈉溶液的漿化反應
將所述鋁酸鈉溶液用液體水玻璃在溫度45°C 60°C下進行漿化，所述漿化的反應溶液中 A1203、Na2O, SiO2 和 H2O 的物質的量份數為=Al2O3 1 份，Nei2O 2-4 份，SW2 2 份，H2O 80-120份，反應時間30min-80min，得到制備4A沸石的漿化液； 第六步，漿化液的晶化反應
先將所述漿化液加熱至90°C 100°C進行晶化反應，反應時間90min MOmin，得到晶化漿液；再將所述晶化漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到晶化固體； 第七步，將所述晶化固體干燥制得4A沸石。第二步中，所述鹽酸蒸汽經冷凝，回收再利用。第四步中，所述氫氧化鈉稀溶液回收再利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果。1、本發(fā)明既利用了赤泥中的鋁，又為進一步提取赤泥中的稀土元素除去了影響萃取工藝過程的有害元素鋁，提高了經濟和社會效益。2、本發(fā)明中使用的鹽酸、氫氧化鈉通過蒸發(fā)和過濾都得到回收利用，有效提高了原料的使用率，節(jié)省成本，降低了酸堿污染。
具體實施例方式一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，按照以下步驟操作 第一步，鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥
先將氧化鋁赤泥放入反應釜內用鹽酸溶液浸出，浸出后得到浸出漿液；浸出條件為 鹽酸溶液溫度為90°C _102°C，浸出時間60min-90min，鹽酸溶液與氧化鋁赤泥重量份比為 2:1-5，鹽酸溶液重量百分比濃度12%-20%;再將所述浸出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到浸出液；
第二步，蒸發(fā)浸出液
將所述浸出液用蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸出鹽酸蒸汽，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的20% 25%時，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液； 第三步，中和蒸發(fā)漿液
先將所述蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為3%-8%的氫氧化鈉溶液中和，中和至PH=S 12 停止，得到中和漿液；再將所述中和漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體和氫氧化鈉稀溶液；
第四步，中和固體的溶出反應
先將所述中和固體用氫氧化鈉溶液進行溶出反應，溶出反應時攪拌混勻，得到溶出漿液；溶出條件為氫氧化鈉溶液濃度為200g/L 330g/L，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1 2-5，溶出溫度90°C 109°C，溶出反應時間為40min 120min ；再將所述溶出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣； 第五步，鋁酸鈉溶液的漿化反應
將所述鋁酸鈉溶液用液體水玻璃在溫度45°C 60°C下進行漿化，所述漿化的反應溶液中 A1203、Na2O, SiO2 和 H2O 的物質的量份數為=Al2O3 1 份，Nei2O 2-4 份，SW2 2 份，H2O80-120份，反應時間30min-80min，得到制備4A沸石的漿化液； 第六步，漿化液的晶化反應
先將所述漿化液加熱至90°C 100°C進行晶化反應，反應時間90min 240min，得到晶化漿液；再將所述晶化漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到晶化固體； 第七步，將所述晶化固體干燥制得4A沸石。第二步中，所述鹽酸蒸汽經冷凝，回收再利用。第四步中，所述氫氧化鈉稀溶液回收再利用。實施例1
鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥
在IOm3的搪玻反應釜中，加入2400L重量百分比濃度為15%的鹽酸溶液，用蒸汽間接加熱到70°C后，開始攪拌，并啟動循環(huán)水泵，進行回流管冷卻。加入1000千克干燥后的赤泥，繼續(xù)加熱到90°C，開始計時，SOmin后，打開搪玻反應釜底部放料閥開始放料，通過釜底部的泵打入到箱式壓濾機中進行過濾，得到浸出液。蒸發(fā)浸出液
將浸出液用泵打入石墨蒸發(fā)器中，同時通入加熱蒸汽，加熱至沸點105°C，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的25%，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液。蒸發(fā)出的鹽酸蒸汽經過冷凝后回收再利用。中和蒸發(fā)漿液
蒸發(fā)后底部放出的蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為6%的氫氧化鈉溶液在中和槽中進行攪拌中和，中和至PH=9-10后，用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體；過濾后的氫氧化鈉稀溶液用于稀釋濃氫氧化鈉溶液。中和固體的溶出反應
將中和固體用鋼制溶出反應釜在常壓下加入氫氧化鈉溶液進行溶出，氫氧化鈉溶液濃度為280g/l，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1:3，用蒸汽間接加熱反應液到 100°C并攪拌60min后用箱式壓濾機過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣。鋁酸鈉溶液的漿化反應
將鋁酸鈉溶液加入液體水玻璃，混合溶液中A1203、Na2O, SiO2和H2O的物質的量份數為Al2O3 1份，Na2O 3份，SiO2 2份，H2O 90份，在50°C下在鋼制攪拌釜內反應50min，得至Ij 制備4A沸石的漿化液。漿化液的晶化反應
將得到的漿化液加熱到90°C進行晶化反應95min，得到的晶化漿液用廂式壓濾機進行過濾，蒸餾水洗滌后，用旋轉閃蒸干燥器加熱干燥得到4A沸石產品。實施例2
鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥
在IOm3的搪玻反應釜中，加入2000L重量 百分比濃度為18%的鹽酸溶液，用蒸汽間接加熱到85°C后，開始攪拌，并啟動循環(huán)水泵，進行回流管冷卻。加入1500千克干燥后的赤泥，繼續(xù)加熱到98°C，開始計時，70min后，打開搪玻反應釜底部放料閥開始放料，通過釜底部的泵打入到箱式壓濾機中進行過濾，得到浸出液。蒸發(fā)浸出液將浸出液用泵打入石墨蒸發(fā)器中，同時通入加熱蒸汽，加熱至沸點105°C，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的20%，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液。蒸發(fā)出的鹽酸蒸汽經過冷凝后回收再利用。
中和蒸發(fā)漿液
蒸發(fā)后底部放出的蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為4%的氫氧化鈉溶液在中和槽中進行攪拌中和，中和至PH=8-9后，用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體；過濾后的氫氧化鈉稀溶液用于稀釋濃氫氧化鈉溶液。中和固體的溶出反應
將中和固體用鋼制溶出反應釜在常壓下加入氫氧化鈉溶液進行溶出，氫氧化鈉溶液濃度為300g/l，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1:4，用蒸汽間接加熱反應液到 95°C并攪拌90min后用箱式壓濾機過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣。鋁酸鈉溶液的漿化反應
將鋁酸鈉溶液加入液體水玻璃，混合溶液中A1203、Na2O, SiO2和H2O的物質的量份數為Al2O3 1份，Na2O 3份，SiO2 2份，H2O 90份，在55°C下在鋼制攪拌釜內反應70min，得至Ij 制備4A沸石的漿化液。漿化液的晶化反應
將得到的漿化液加熱到95°C進行晶化反應220min，得到的晶化漿液用廂式壓濾機進行過濾，蒸餾水洗滌后，用旋轉閃蒸干燥器加熱干燥得到4A沸石產品。實施例3
鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥
在IOm3的搪玻反應釜中，加入1900L重量百分比濃度為13%的鹽酸溶液，用蒸汽間接加熱到75°C后，開始攪拌，并啟動循環(huán)水泵，進行回流管冷卻。加入1000千克干燥后的赤泥，繼續(xù)加熱到92°C，開始計時，SOmin后，打開搪玻反應釜底部放料閥開始放料，通過釜底部的泵打入到箱式壓濾機中進行過濾，得到浸出液。蒸發(fā)浸出液
將浸出液用泵打入石墨蒸發(fā)器中，同時通入加熱蒸汽，加熱至沸點105°C，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的22%，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液。蒸發(fā)出的鹽酸蒸汽經過冷凝后回收再利用。中和蒸發(fā)漿液
蒸發(fā)后底部放出的蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為5%的氫氧化鈉溶液在中和槽中進行攪拌中和，中和至PH=IO-Il后，用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體；過濾后的氫氧化鈉稀溶液用于稀釋濃氫氧化鈉溶液。中和固體的溶出反應
將中和固體用鋼制溶出反應釜在常壓下加入氫氧化鈉溶液進行溶出，氫氧化鈉溶液濃度為230g/l，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1:3，用蒸汽間接加熱反應液到 105°C并攪拌IOOmin后用箱式壓濾機過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣。鋁酸鈉溶液的漿化反應
將鋁酸鈉溶液加入液體水玻璃，混合溶液中A1203、Na2O, SiO2和H2O的物質的量份數為Al2O3 1份，Na2O 3份，SiO2 2份，H2O 90份，在46°C下在鋼制攪拌釜內反應40min，得到制備4A沸石的漿化液。
漿化液的晶化反應
將得到的漿化液加熱到99°C進行晶化反應150min，得到的晶化漿液用廂式壓濾機進行過濾，蒸餾水洗滌后，用旋轉閃蒸干燥器加熱干燥得到4A沸石產品。
權利要求
1.一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，其特征在于按照以下步驟操作 第一步，鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥先將氧化鋁赤泥放入反應釜內用鹽酸溶液浸出，浸出后得到浸出漿液；浸出條件為 鹽酸溶液溫度為90°C _102°C，浸出時間60min-90min，鹽酸溶液與氧化鋁赤泥重量份比為 2:1-5，鹽酸溶液重量百分比濃度12%-20%;再將所述浸出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到浸出液；第二步，蒸發(fā)浸出液將所述浸出液用蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸出鹽酸蒸汽，蒸發(fā)至蒸發(fā)器底部留有初始浸出液體積的20% 25%時，停止蒸發(fā)，得到蒸發(fā)漿液； 第三步，中和蒸發(fā)漿液先將所述蒸發(fā)漿液用重量百分比濃度為3%-8%的氫氧化鈉溶液中和，中和至PH=S 12 停止，得到中和漿液；再將所述中和漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到中和固體和氫氧化鈉稀溶液；第四步，中和固體的溶出反應先將所述中和固體用氫氧化鈉溶液進行溶出反應，溶出反應時攪拌混勻，得到溶出漿液；溶出條件為氫氧化鈉溶液濃度為200g/L 330g/L，中和固體干基與氫氧化鈉溶液重量份比為1 2-5，溶出溫度90°C 109°C，溶出反應時間為40min 120min ；再將所述溶出漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到鋁酸鈉溶液和富集稀土渣； 第五步，鋁酸鈉溶液的漿化反應將所述鋁酸鈉溶液用液體水玻璃在溫度45°C 60°C下進行漿化，所述漿化的反應溶液中 A1203、Na2O, SiO2 和 H2O 的物質的量份數為=Al2O3 1 份，Nei2O 2-4 份，SW2 2 份，H2O 80-120份，反應時間30min-80min，得到制備4A沸石的漿化液； 第六步，漿化液的晶化反應先將所述漿化液加熱至90°C 100°C進行晶化反應，反應時間90min MOmin，得到晶化漿液；再將所述晶化漿液用箱式壓濾機進行過濾，得到晶化固體； 第七步，將所述晶化固體干燥制得4A沸石。
2.根據權利要求1所述的一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，其特征在于第二步中，所述鹽酸蒸汽經冷凝，回收再利用。
3.根據權利要求1所述的一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，其特征在于第四步中，所述氫氧化鈉稀溶液回收再利用。
全文摘要
一種用氧化鋁赤泥制備4A沸石的方法，屬于4A沸石制備方法技術領域；所要解決的技術問題為提供了一種有效利用氧化鋁赤泥中的鋁制備4A沸石，同時提供富集稀土渣的方法；所采用的技術方案為第一步鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥；第二步蒸發(fā)浸出液；第三步中和蒸發(fā)漿液；第四步中和固體的溶出反應；第五步鋁酸鈉溶液的漿化反應；第六步漿化液的晶化反應；第七步將所述晶化固體干燥制得4A沸石；本發(fā)明既利用了赤泥中的鋁，又為進一步提取赤泥中的稀土元素除去了影響萃取工藝過程的有害元素鋁，提高了經濟和社會效益。
文檔編號C01B39/14GK102320620SQ20111016596
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2011年6月20日
發(fā)明者張少臨, 張風林, 朱國海, 李生虎, 王克勤, 王皓, 鄧海霞, 陳津 申請人:太原理工大學