一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由工業(yè)下腳料——廢鋁渣制取硫酸鋁過程中，廢鋁渣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，其包括化漿池、反應(yīng)釜、硫酸儲罐、硫酸高位桶、化漿池攪拌器、反應(yīng)釜攪拌器、漿液泵、硫酸泵、管線、進料口、出料口、壓力表和液位計。同時，本發(fā)明提供一種適用于上述生產(chǎn)裝置的硫酸鋁的生產(chǎn)方法。本發(fā)明采用廢鋁渣為原料生產(chǎn)硫酸鋁，節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率高，且鋁渣漿液采用泵送，減輕了操作人員的工作強度，濃硫酸是自動計量加入反應(yīng)釜的，操作人員無需直接接觸濃硫酸。
【專利說明】一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品的生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)方法，具體地說，是由工業(yè)下腳料一一廢鋁渣和硫酸制取硫酸鋁過程中，廢鋁渣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁的生產(chǎn)裝置及適用于上述生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)方法，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]硫酸鋁，化學(xué)式為Al2(SO4)3,式量為342.15，為白色斜方晶系結(jié)晶粉末，密度為
1.69g/ml (25°C )。硫酸鋁是一種重要的無機鹽產(chǎn)品，在造紙工業(yè)中作為松香膠、蠟乳液等膠料的沉淀劑，水處理中作絮凝劑，還可作泡沫滅火器的內(nèi)留劑，制造明礬、鋁白的原料，石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等，還可制造人造寶石及高級銨明礬。
[0003]至2011年年底，中國硫酸鋁生產(chǎn)廠家超過200家，年生產(chǎn)能力(以固體產(chǎn)品計)在10萬t以上的廠家有2家，3萬t以上的廠家達到21家。中國硫酸銷年生產(chǎn)能力達到130萬t，年產(chǎn)量突破110萬t，年出口量在10萬t以上，中國是世界上最大的硫酸鋁生產(chǎn)國。硫酸鋁生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，主流工藝采用鋁土礦加壓酸溶法，生產(chǎn)流程由磨粉、反應(yīng)、壓濾、濃縮、結(jié)晶、供汽等工序構(gòu)成。但是，因為大部分企業(yè)都采用鋁礬土長年生產(chǎn)，導(dǎo)致我國目前鋁礬土原料減少，原料質(zhì)量普遍下降，而且生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的酸性廢渣廢水，耗費大量的人力物力，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)成本高，勞動強度大。
[0004]廢鋁渣是鋁材加工前處理過程中產(chǎn)生的固體廢物，我國每年都要產(chǎn)生數(shù)千噸的廢鋁渣。廢鋁渣雖然經(jīng)過濃縮，但含水率仍然很高，不僅占用大量的場地，而且其滲出液還會污染地下水體，對環(huán)境造成危害。廢鋁渣中含有大量的有效成分一一氧化鋁，是很好的工業(yè)原料來源。目前用于煉鋁的高品質(zhì)鋁土礦、高嶺土等礦物資源相對短缺，而且這類礦物資源存在著冶煉困難、溶出率低、能耗高的弊端；而含鋁廢渣，特別是鋁材加工產(chǎn)生的廢鋁渣不存在溶出困難的問題，而且原料來源為廢物，既可省去原料成本，又可省去廢物處置費用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種由工業(yè)下腳料一一廢鋁渣和硫酸制取硫酸鋁過程中，廢鋁渣和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁的生產(chǎn)裝置。同時，本發(fā)明提供一種適用于上述生產(chǎn)裝置的硫酸鋁的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，包括化漿池、反應(yīng)釜、硫酸儲罐、硫酸高位桶、化漿池攪拌器、反應(yīng)釜攪拌器、漿液泵、硫酸泵、管線、進料口、出料口、壓力表和液位計，所述化漿池的內(nèi)部設(shè)有化漿池攪拌器，所述反應(yīng)釜的上端設(shè)有進料口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料口，所述反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)釜攪拌器，所述反應(yīng)釜的外部設(shè)有顯示反應(yīng)釜內(nèi)部壓力的壓力表，所述硫酸儲罐內(nèi)裝有硫酸，所述硫酸儲罐連通所述硫酸泵的進口，所述硫酸泵的出口通過管線連通所述硫酸高位桶，所述硫酸高位桶通過管線連通所述進料口，所述化漿池內(nèi)裝有漿液，所述化漿池連通所述漿液泵的進口，所述漿液泵的出口通過管線連通所述進料口，所述硫酸高位桶桶體外面設(shè)置有與桶體聯(lián)通并計量硫酸用量的液位計。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0008]進一步，還包括第一支架、第二支架，所述第一支架設(shè)置在地面上，所述第二支架設(shè)置在所述第一支架上，所述反應(yīng)釜設(shè)置在所述第一支架上，所述硫酸高位桶設(shè)置在所述第二支架上。
[0009]進一步，所述硫酸儲罐、所述漿液泵和所述硫酸泵均設(shè)置在地面上，所述化漿池設(shè)置在地面下。
[0010]一種硫酸鋁的生產(chǎn)方法，包括如下工藝步驟:
[0011](I)制漿工序:取廢鋁渣原料，粉碎后，置于化漿池(I)內(nèi)，加水，開動化漿池攪拌器(5)，制成鋁渣漿液后，再由漿液泵(7)通過管線(9)泵入到進料口(10)中；
[0012](2)反應(yīng)工序:將硫酸儲罐(3)內(nèi)的硫酸由硫酸泵(8)通過管線(9)泵入到硫酸高位桶(4)中，硫酸高位桶(4)中的硫酸由液位計(13)計量，通過管線(9)加入到進料口(10)中，密閉反應(yīng)釜(2)，開動反應(yīng)釜攪拌器(6)，當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.3?0.4MPa時，停止攪拌，靜置；當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.1MPa時，從出料口(11)出料。
[0013]本發(fā)明的反應(yīng)機理是:廢鋁渣中的Al2O3與濃硫酸反應(yīng)，生成硫酸鋁和水，即硫酸鋁水溶液，同時放出大量反應(yīng)熱，反應(yīng)熱使硫酸鋁水溶液溫度升高，促進反應(yīng)加速，縮短反應(yīng)時間，提高生產(chǎn)效率。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0015]進一步，步驟(I)所述廢鋁渣中氧化鋁的含量為20?60%，所述廢鋁渣粉碎粒徑為多80目，所述鋁渣漿液的濃度為30?40波美度。
[0016]進一步，步驟⑵所述濃硫酸的質(zhì)量分數(shù)為98%，所述濃硫酸的加入比例為:銷渣漿液和濃硫酸的重量比為1: 1，所述攪拌的速度為20?25轉(zhuǎn)/分鐘，時間為5?35分鐘，所述靜置的時間為2?4小時。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018](I)降低操作人員勞動強度:本發(fā)明的鋁渣漿液采用泵送，實現(xiàn)了半自動化，避免了操作人員往返高處往反應(yīng)釜人工投料，減輕了操作人員的工作強度，節(jié)約了生產(chǎn)成本；濃硫酸是自動計量加入反應(yīng)藎的，操作人員無需直接接觸濃硫酸，進而減少了濃硫酸腐蝕風(fēng)險事故發(fā)生的可能性。
[0019](2)節(jié)省能源:本發(fā)明用廢鋁渣、硫酸來生產(chǎn)硫酸鋁，利用反應(yīng)放熱，無需外界熱源，而且，濃硫酸是從高位桶進入反應(yīng)釜的，在重力作用下，以加速度下沉，使反應(yīng)速度加快，提尚生廣效率。
[0020](3)節(jié)能減排:本發(fā)明以工業(yè)下腳料一一廢鋁渣為原料生產(chǎn)硫酸鋁，實現(xiàn)了節(jié)能減排，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明硫酸鋁的生產(chǎn)裝置。
[0022]圖2為本發(fā)明的硫酸鋁的生產(chǎn)工藝流程圖。
[0023]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0024]1、化漿池，2、反應(yīng)釜，3、硫酸儲罐，4、硫酸高位桶，5、化漿池攪拌器，6、反應(yīng)釜攪拌器，7、漿液泵，8、硫酸泵，9、管線，10、進料口，11、出料口，12、壓力表，13、液位計，14、第一支架，15、第二支架。

【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合具體附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0026]如附圖1所示，本發(fā)明的一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，包括化漿池(1)、反應(yīng)釜(2)、硫酸儲罐(3)、硫酸高位桶(4)、化漿池攪拌器(5)、反應(yīng)釜攪拌器￠)、漿液泵(7)、硫酸泵
(8)、管線(9)、進料口(10)、出料口(11)、壓力表(12)和液位計(13)，所述化漿池⑴的內(nèi)部設(shè)有化漿池攪拌器(5)，所述反應(yīng)釜(2)的上端設(shè)有進料口(10)，所述反應(yīng)釜(2)的底部設(shè)有出料口(11)，所述反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)釜攪拌器出)，所述反應(yīng)釜(2)的外部設(shè)有顯示反應(yīng)釜內(nèi)部壓力的壓力表(12)，所述硫酸儲罐(3)內(nèi)裝有硫酸，所述硫酸儲罐(3)連通所述硫酸泵⑶的進口，所述硫酸泵⑶的出口通過管線(9)連通所述硫酸高位桶(4)，所述硫酸高位桶(4)通過管線(9)連通所述進料口(10)，所述化漿池(I)內(nèi)裝有漿液，所述化漿池(I)連通所述漿液泵(7)的進口，所述漿液泵(7)的出口通過管線(9)連通所述進料口
(10)，所述硫酸高位桶(4)桶體外面設(shè)置有與桶體聯(lián)通并計量硫酸用量的液位計(13);
[0027]還包括第一支架(14)、第二支架(15)，所述第一支架(14)設(shè)置在地面上，所述第二支架(15)設(shè)置在所述第一支架(14)上，所述反應(yīng)釜(2)設(shè)置在所述第一支架(14)上，所述硫酸高位桶(4)設(shè)置在所述第二支架(15)上；
[0028]所述硫酸儲罐(3)、所述漿液泵(7)和所述硫酸泵(8)均設(shè)置在地面上，所述化漿池(I)設(shè)置在地面下。
[0029]如附圖2所示，本發(fā)明的一種硫酸鋁的生產(chǎn)方法，包括如下工藝步驟:
[0030](I)制漿工序:取氧化鋁的含量為20?60%的廢鋁渣原料，粉碎成多80目粒徑后，置于化漿池(I)內(nèi)，加水，開動化漿池攪拌器(5)，邊加水邊攪拌，制成30?40波美度的鋁渣漿液后，再由漿液泵(7)通過管線(9)泵入到進料口(10)中；
[0031](2)反應(yīng)工序:將硫酸儲罐(3)內(nèi)的質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸由硫酸泵⑶通過管線(9)泵入到硫酸高位桶(4)中，硫酸高位桶(4)中的硫酸由液位計(13)計量，通過管線(9)加入到進料口(10)中，鋁渣漿液和濃硫酸的重量比為1:1，密閉反應(yīng)釜(2)，開動反應(yīng)釜攪拌器(6)，攪拌的速度為25轉(zhuǎn)/分鐘，時間為5分鐘，當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.3?0.4MPa時，停止攪拌，靜置；當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.1MPa時，從出料口(11)出料。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，其特征在于，包括化漿池(I)、反應(yīng)釜(2)、硫酸儲罐(3)、硫酸高位桶(4)、化漿池攪拌器(5)、反應(yīng)釜攪拌器(6)、漿液泵(7)、硫酸泵(8)、管線(9)、進料口(10)、出料口(11)、壓力表(12)和液位計(13)，所述化漿池⑴的內(nèi)部設(shè)有化漿池攪拌器(5)，所述反應(yīng)釜(2)的上端設(shè)有進料口(10)，所述反應(yīng)釜(2)的底部設(shè)有出料口(11)，所述反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)釜攪拌器￠)，所述反應(yīng)釜(2)的外部設(shè)有顯示反應(yīng)釜內(nèi)部壓力的壓力表(12)，所述硫酸儲罐(3)內(nèi)裝有硫酸，所述硫酸儲罐(3)連通所述硫酸泵(8)的進口，所述硫酸泵(8)的出口通過管線(9)連通所述硫酸高位桶(4)，所述硫酸高位桶(4)通過管線(9)連通所述進料口(10)，所述化漿池(I)內(nèi)裝有漿液，所述化漿池(I)連通所述漿液泵(7)的進口，所述漿液泵(7)的出口通過管線(9)連通所述進料口(10)，所述硫酸高位桶(4)桶體外面設(shè)置有與桶體聯(lián)通并計量硫酸用量的液位計(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，其特征在于，還包括第一支架(14)、第二支架(15)，所述第一支架(14)設(shè)置在地面上，所述第二支架(15)設(shè)置在所述第一支架(14)上，所述反應(yīng)釜(2)設(shè)置在所述第一支架(14)上，所述硫酸高位桶(4)設(shè)置在所述第二支架(15)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硫酸鋁的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述硫酸儲罐(3)、所述漿液泵(7)和所述硫酸泵(8)均設(shè)置在地面上，所述化漿池(I)設(shè)置在地面下。
4.一種硫酸鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于，運用如權(quán)利要求1至3任一項所述硫酸鋁的生產(chǎn)裝置生產(chǎn)硫酸鋁，包括如下工藝步驟: (1)制漿工序:取廢鋁渣原料，粉碎后，置于化漿池(I)內(nèi)，加水，開動化漿池攪拌器(5)，制成鋁渣漿液后，再由漿液泵(7)通過管線(9)泵入到進料口(10)中； (2)反應(yīng)工序:將硫酸儲罐(3)內(nèi)的硫酸由硫酸泵(8)通過管線(9)泵入到硫酸高位桶(4)中，硫酸高位桶⑷中的硫酸由液位計(13)計量，通過管線(9)加入到進料口(10)中，密閉反應(yīng)釜(2)，開動反應(yīng)釜攪拌器(6)，當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.3?0.4MPa時，停止攪拌，靜置；當(dāng)壓力表(12)顯示的數(shù)值為0.1MPa時，從出料口(11)出料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種硫酸鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(I)所述廢鋁渣中氧化鋁的含量為20?60%，所述廢鋁渣粉碎粒徑為多80目，所述鋁渣漿液的濃度為30?40波美度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種硫酸鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟(2)所述濃硫酸的質(zhì)量分數(shù)為98%，所述濃硫酸的加入比例為:鋁渣漿液和濃硫酸的重量比為1: 1，所述攪拌的速度為20?25轉(zhuǎn)/分鐘，時間為5?35分鐘，所述靜置的時間為2?4小時。
【文檔編號】B09B3/00GK104445329SQ201410755548
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】唐玲, 張鳳瓊, 侯春生, 唐淑娟, 唐翔 申請人:興安宸億工貿(mào)有限公司, 唐翔