專利名稱：一種水處理劑用鋁酸鈣粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理劑用鋁酸鈣粉的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種采用礦化劑生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保事業(yè)的迅速發(fā)展和人們環(huán)保意識的不斷增強，對于水資源的保護越來越受到政府和公眾的重視，對凈水劑系列產(chǎn)品的需求量越來越大。凈水劑系列產(chǎn)品中鋁鹽系列產(chǎn)品使用量最大、使用范圍最廣，然而隨著凈水劑產(chǎn)品需求量的迅速增長，凈水劑用原料供不應(yīng)求局面日益顯著，其中鋁鹽系列凈水劑生產(chǎn)所需原料供需矛盾尤為突出。鋁鹽系列凈水劑中鋁主要來源于鋁土礦，然而我國絕大多數(shù)鋁土礦屬一水硬鋁石，其活潑性不高，常溫常壓下不與酸發(fā)生反應(yīng)，氧化鋁溶出十分困難。鋁酸鈣粉礦物組成主要為一鋁酸鈣和二鋁酸鈣，具有較強的活性，在常溫下即能與無機酸發(fā)生反應(yīng)且放熱量大，升溫快，氧化鋁的溶出率可達90%以上。用鋁酸鈣粉作原料生產(chǎn)鋁鹽系列凈水劑，既可縮短工藝流程，簡化操作步驟，又可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，減少資金投入。鋁酸鈣粉已成為國內(nèi)外生產(chǎn)鋁鹽系列凈水劑最主要的原料之一。目前鋁酸鈣粉的生產(chǎn)采用鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)破碎、粉磨、高溫煅燒等工序制造而成，工藝要求鋁土礦中氧化鋁的質(zhì)量百分含量不低于72%。隨著我國鋁土礦的大量開采，近年來，鋁土礦資源逐漸枯竭，高品位鋁土礦尤為缺乏。因此，如何高效率低成本開發(fā)利用中低品位鋁土礦生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉已成為解決凈水劑用原料供需矛盾的最重要途徑之一。為了提高中低品位鋁土礦資源的利用，CN1807M9A公布了一種多元燒成助劑以及用該多元燒成助劑生產(chǎn)鋁酸鈣的方法，該助劑含有以重量份為單位的下列各組分工業(yè)碳酸鈉40 360份，工業(yè)氫氧化鈉40 400份，工業(yè)硫酸鈉5 30份，工業(yè)氟化銨1 10 份，工業(yè)氟化鋁1 10份。該多元燒成助劑的原料種類繁多，制備復(fù)雜，用量大，且產(chǎn)品中氧化鋁的溶出率較低，實用性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水處理劑用鋁酸鈣粉及其制備方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料為鋁土礦、石灰石、含硼礦物，三者的重量比為60 80 30 45 0. 5 2。優(yōu)選的，鋁土礦中氧化鋁的質(zhì)量百分含量為55 72%。優(yōu)選的，含硼礦物為硼砂、硼鎂石、硼鈣石中的至少一種。上述的水處理劑用鋁酸鈣粉的制備方法，步驟如下
1)將原料粉碎，混合均勻，得生料；
2)生料經(jīng)煅燒、冷卻、粉碎，得鋁酸鈣粉。
優(yōu)選的，煅燒溫度為1200 1350°C。優(yōu)選的，煅燒前采用煅燒的尾氣預(yù)熱生料。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明加入含硼礦物為礦化劑，破環(huán)了 CaAl2Si2O8中的Al-Si、Si-0鍵，使Si以NaBSiO4 和CaSiO3的形態(tài)存在，使Al更易于從鋁土礦中釋放出來，既促使氧化鋁的溶出率提高，又使利用中低品位鋁土礦生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉成為可能，提高了鋁土礦資源的利用率。本發(fā)明以含硼礦物為礦化劑，由于B和Al為同一主族的相鄰元素，化學性質(zhì)相似， 硼原子可取代晶體晶格中的Al原子；同時B的原子半徑小于Al，硼原子更容易和其他原子結(jié)合，使得生料更容易熔融結(jié)晶，有利于降低鋁酸鈣粉熟料煅燒過程中液相出現(xiàn)的溫度， 增加液相的數(shù)量，加快原料顆粒固相的反應(yīng)速度，縮短熟料燒結(jié)時間，達到降低熟料煅燒溫度、節(jié)約能源的目的。本發(fā)明的鋁酸鈣粉的制備中將預(yù)熱器進口與回轉(zhuǎn)窯窯尾連通，充分利用了窯尾余熱，提高入窯物料的溫度，使生料預(yù)燒充分、受熱均勻，在窯內(nèi)煅燒反應(yīng)完全，降低回轉(zhuǎn)窯的燒結(jié)負荷，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并使回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量大幅度增加。


圖1是實施例的鋁酸鈣粉生產(chǎn)的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并不局限于此。實施例1
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁質(zhì)量百分含量為60%)、石灰石、硼砂的重量比為60 :30 :1。上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石、硼砂分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破，得到粒徑5mm的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；
2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；
4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品1。實施例2
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁質(zhì)量百分含量為65%)、石灰石、硼砂、硼鎂石的重量比為70 42 0. 25 0. 25。上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石、硼砂、硼鎂石分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破， 得到粒徑5mm的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；
4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品2。實施例3
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁質(zhì)量百分含量為72%)、石灰石、硼砂、硼鈣石的重量比為80 :45 :1 :1。上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石、硼砂、硼鈣石分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破， 得到粒徑5mm的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；
2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；
4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品3。實施例4
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁質(zhì)量百分含量為55%)、石灰石、硼鈣石的重量比為66 33 0. 7。上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石、硼砂、硼鈣石分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破， 得到粒徑5mm的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；
2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；
4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品4。對比例1
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁含量為75%)、石灰石、硼砂的重量比為 60 30 :1ο上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石、硼砂分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破，得到粒徑5mm的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；
2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品5。對比例2
一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料鋁土礦(氧化鋁含量為65%)、石灰石的重量比為70 42。上述鋁酸鈣粉的制備方法，工藝流程見圖1，具體步驟如下
1)將鋁土礦、石灰石分別在鄂式破碎機、雙輥破碎機里進行粗破、二破，得到粒徑5mm 的顆粒料，然后按照上述重量比將顆粒料放入球磨機里混磨均勻，得到180目的生料；
2)將生料送入預(yù)熱裝置，窯尾尾氣溫度為600 900°C，預(yù)熱預(yù)分解40min；
3)經(jīng)預(yù)熱預(yù)分解處理的生料送入回轉(zhuǎn)窯煅燒，窯內(nèi)溫度控制在1200 1350°C，燒結(jié) 20min，得到熟料；
4)煅燒后的熟料經(jīng)冷卻機冷卻后，粉磨至細度180目的粉末，即得灰白色粉末狀產(chǎn)品6。實施例1 4和對比例1 2將預(yù)熱器進口與回轉(zhuǎn)窯窯尾連通，充分利用了窯尾余熱，提高入窯物料的溫度，使生料預(yù)燒充分、受熱均勻，在窯內(nèi)煅燒反應(yīng)完全，降低回轉(zhuǎn)窯的燒結(jié)負荷，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并使回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量大幅度增加。將實施例1 4和對比例1 2生產(chǎn)所得的鋁酸鈣粉分別做氧化鋁含量、可溶氧化鋁含量、氧化鋁溶出率檢測，結(jié)果見表1。由表1可見，采用本發(fā)明方法制備的水處理劑用鋁酸鈣粉產(chǎn)品1 4，氧化鋁溶出率均> 96. 00，按照水處理劑用鋁酸鈣化工行業(yè)標準(HG3746-2004)檢驗指標氧化鋁溶出率> 90. 91，可見本發(fā)明方法制備的鋁酸鈣粉的氧化鋁溶出率高、活性高、利用率高，適用于鋁鹽凈水劑的生產(chǎn)。產(chǎn)品1和產(chǎn)品5的制備方法相同，僅原料鋁土礦的氧化鋁含量不同，從兩組數(shù)據(jù)比較可知，產(chǎn)品1與產(chǎn)品5的氧化鋁溶出率相差不大，且均符合國家標準要求，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求?？梢姳景l(fā)明方法同樣適合高品位的鋁土礦制成的鋁酸鈣粉。產(chǎn)品2和產(chǎn)品6的的制備方法相同，區(qū)別在于產(chǎn)品6原料中沒有添加含硼礦物，從兩組產(chǎn)品的數(shù)據(jù)對比可知，添加含硼礦物能提高氧化鋁的溶出率和活性，更利于鋁酸鈣粉的后續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用。另外本產(chǎn)品中氧化鈣含量較高品位的鋁土礦制成的鋁酸鈣粉低，在用本產(chǎn)品生產(chǎn)凈水劑時，能減少鹽酸的消耗，同時本發(fā)明鋁酸鈣粉含少量的硼，有利于增強凈水劑的絮凝性能，是生產(chǎn)鋁鹽系列凈水劑產(chǎn)品的理想原材料。 由上可知，本發(fā)明的方法適合于高中低品位鋁土礦為原材料制備高活性的鋁酸鈣粉，本發(fā)明使利用中低品位鋁土礦生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉成為可能，提高了鋁土礦資源的利用率。
權(quán)利要求
1.一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其原料為鋁土礦、石灰石、含硼礦物，三者的重量比為 60 80 30 45 0. 5 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其特征在于鋁土礦中氧化鋁的質(zhì)量百分含量為陽 72%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理劑用鋁酸鈣粉，其特征在于含硼礦物為硼砂、硼鎂石、硼鈣石中的至少一種。
4.權(quán)利要求1 3任一項所述的水處理劑用鋁酸鈣粉的制備方法，步驟如下1)將原料粉碎，混合均勻，得生料；2)生料經(jīng)煅燒、冷卻、粉碎，得鋁酸鈣粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水處理劑用鋁酸鈣粉的制備方法，其特征在于煅燒溫度為 1200 1350 。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水處理劑用鋁酸鈣粉的制備方法，其特征在于煅燒前采用煅燒的尾氣預(yù)熱生料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水處理劑用鋁酸鈣粉及其制備方法，原料鋁土礦、石灰石、含硼礦物的重量份比為60～8030～450.5～2，制備方法是以含硼礦物為礦化劑，采用煅燒尾氣余熱預(yù)熱預(yù)分解-煅燒技術(shù)生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉。本發(fā)明以含硼礦物為礦化劑，使利用中低品位鋁土礦生產(chǎn)高活性鋁酸鈣粉成為可能，提高了鋁土礦資源的利用率，具有顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益；同時降低了熟料的煅燒溫度、加快了熟料的燒結(jié)反應(yīng)速度，提高了氧化鋁的溶出率，進而達到降低能源消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。
文檔編號C01F7/16GK102363529SQ20111028355
公開日2012年2月29日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者區(qū)葉秀, 潘江俊, 蔣志飛, 譚銘卓 申請人:江門市慧信凈水材料有限公司