一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，包括原料燒結、燒結熟料溶出和溶出渣堿回收。堿性正長巖配以石灰石和純堿后燒結，用堿液溶出燒結熟料，固液分離，濾液為鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液，濾餅為富堿硅鈣渣；用堿液對富堿硅鈣渣進行溶出，固液分離，濾液為氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合溶液，濾渣為硅鈣渣。本發(fā)明專利技術工藝簡單，燒結熟料的堿浸濾液用于制備氫氧化鋁（或氧化鋁）和碳酸鉀、碳酸鈉，剩余硅鈣渣用作生產輕質墻體材料的原料，堿性正長巖原礦中的主要組分轉變?yōu)楦吒郊又档漠a品，資源利用率達100%。排放的CO2氣體經過除塵、凈化后，可用于鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液碳酸化分解制備氫氧化鋁和制備碳酸鉀、碳酸鈉，提高了堿性正長巖資源工業(yè)化利用的綜合經濟效益。溶出率為97.1wt%。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的制備，具體地說，是涉及一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝。
技術介紹
我國是一個水溶性鉀鹽和鋁土礦資源都十分短缺的國家。堿性正長巖主要包括霞石正長巖和白槽正長巖(或者假白槽正長巖)。其主要礦物組成為鉀長石含量大于55wt%,霞石含量小于40wt%或白榴石(或者假白榴石)含量小于40wt% ;其中，假白榴石是白榴石發(fā)生分解生成鉀長石和白云母的集合體。霞石正長巖和白槽正長巖(或者假白槽正長巖)的主要化學成分為Si0245 60wt%，Al20318 30wt%，Na20<9wt%, K20>9wt%。可作為生產氧化鋁和碳酸鉀、碳酸鈉等產品的原料。現(xiàn)有工業(yè)中制備碳酸鉀的方法是采用離子交換法，即以工業(yè)級氯化鉀為原料，經樹脂交換，產品轉型和蒸發(fā)結晶等工序得到產品碳酸鉀，這種方法加工過程冗長，且對氯化鉀原料的質量要求高，綜合能耗和生產成本較高。我國的鋁土礦資源98wt%以上為一水硬鋁石型鋁土礦，且以中、低品位鋁土礦為主，這使得燒結法在我國氧化鋁工業(yè)中占有重要地位，其產量約占我國氧化鋁總產量的40wt%以上。近年來某些專利針對我國鋁土礦的資源屬性而提出一些改進方法，CN85107051專利提出應用拜耳法，采用加壓溶解，從一水硬鋁石型鋁土礦連續(xù)生產制取鋁酸鈉溶液，然后水解制取氫氧化鋁；CN1243496專利提出用200 300°C高溫苛性鈉溶液消化經過磨細的一水硬鋁石型鋁土礦(也包括三水鋁石，勃姆石)，以形成一種漿料經沉淀，過濾，分離出過飽和鋁酸鈉溶液；CN88104067專利提出利用鋁土礦和石灰石的高溫反應原理設計一種新的燒結法，使流程簡化，堿用量較低，并可提高Al2O3的溶出率。但上述專利均以鋁土礦為原料，而我國鋁土礦資源較為短缺，因此研究利用非鋁土礦資源生產氧化鋁技術，具有十分重要的工業(yè)應用前景。霞石正長巖、白榴正長巖(或假白槽正長巖)等堿性正長巖資源是一種同時富含Al203、K20、Na20的礦產資源,可用作生產氧化鋁、碳酸鉀和碳酸鈉的原料。在1941 1970年間，前蘇聯(lián)利用Kola半島等地的磷霞巖、霓霞巖礦石回收磷灰石后的霞石精礦(Al20329. 3wt%)為原料，霞石精礦與石灰石，濕法混磨至-175 (86 μ m)目顆粒>95wt%，在回轉窯中于1300°C下燒結，生產氧化鋁和波特蘭水泥，副產碳酸鉀和碳酸鈉。這是迄今世界上此類資源實現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產的唯一實例。但該工藝存在一次性資源消耗量大(石灰石3. 15t/t霞石精礦)、處理物料量大(2. 84t/t礦石)、高能耗(燃煤808Kg/t礦石)、溫室氣體排放量大(C023 . 25t/t礦石)等固有缺點，因而導致綜合生產成本較高，且生產過程的環(huán)境相容性較差。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種利用堿性正長巖資源制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，堿性正長巖燒結后的熟料經堿液溶出，固液分離，濾液為鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液；濾餅為富堿硅鈣渣；其中，得到的鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液經過碳分工序，再經固液分離得到的濾餅為氫氧化鋁(或氧化鋁)產品；所得濾液為碳酸鉀和碳酸鈉的混合溶液，與堿回收工序所得濾液混合，用于制備碳酸鉀、碳酸鈉產品；堿性正長巖燒結后的熟料經堿液溶出，并固液分離后所得到的濾餅為富堿硅鈣渣，在反應釜中用堿液對富堿硅鈣渣進行溶出，固液分離，濾液為氫氧化鈉和氫氧化鉀混合溶液，用于制備碳酸鉀和碳酸鈉產品，剩余濾渣為硅鈣渣，可用作生產輕質墻體材料的原料。本專利技術顯著降低了堿性正長巖資源綜合利用工藝過程的綜合能耗和一次性資源消耗和溫室氣體排放量，且剩余的硅鈣渣可以用作生產輕質墻體材料的原料，堿性正長巖原礦中的主要組分均轉變?yōu)檩^高附加值的產品，資源利用率達100%。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供的技術方案如下一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，包括以下步驟 原料燒結步驟將所述堿性正長巖礦粉與石灰石、純堿按一定的質量比混合，在1000-1200°C溫度條件下燒結，燒結時間為O. 5-2h，制成燒結熟料。燒結熟料溶出步驟配制溶出堿液，將所述的燒結熟料和所述的堿液一起在80 90°C溫度下，攪拌反應15 30min，溶出液用于制備氫氧化鋁(或氧化鋁)和碳酸鉀、碳酸鈉產品，溶出渣用于回收堿及生產輕質墻體材料的原料。溶出渣回收堿步驟反應料漿過濾分離，得到鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液，同時得到富堿硅鈣渣。配制堿液濃度為NaOH I 2mol/L，將所述的富堿硅鈣渣和所述堿液一起置于反應釜中，在200-260°C下，恒溫反應l_2h。反應結束后過濾，得到氫氧化鈉和氫氧化鉀混合濾液；濾餅為硅鈣渣，用作生產輕質墻體材料的原料。其中，燒結熟料溶出步驟得到的溶出液為鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液，鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液經過碳分工序，制備氫氧化鋁(或氧化鋁)產品；固液分離，所得濾液為碳酸鉀和碳酸鈉的混合溶液，與堿回收工序所得濾液混合，用于制備碳酸鉀、碳酸鈉產品。在本專利技術的堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝中，堿性正長巖主要包括霞石正長巖和白槽正長巖，或者堿性正長巖主要包括霞石正長巖和假白槽正長巖，其中，主要包括霞石正長巖和白槽正長巖的堿性正長巖主要礦物組成為鉀長石含量大于55被％和霞石含量小于40wt%，或鉀長石含量大于55wt%和白榴石含量小于40wt% ;或者主要包括霞石正長巖和假白槽正長巖的堿性正長巖主要礦物組成為鉀長石含量大于55wt %和霞石含量小于40wt %，或鉀長石含量大于55wt %和假白榴石含量小于40wt % ；上述堿性正長巖的主要化學成分為Si0245 60wt %, Al20318 30wt %, Na2OOwt %,K20>9wt % ο優(yōu)化的，所述的原料燒結步驟，堿性正長巖、石灰石和純堿的配比按質量比為1:0. 9 O. 95:1. O I. I。優(yōu)化的，所述的原料燒結步驟，燒結時間為O. 5 2h。優(yōu)化的，所述的原料燒結步驟，堿性正長巖、石灰石和純堿混合后，粉磨優(yōu)選范圍為粒徑〈74 μ m的顆粒>90%。優(yōu)化的，所述的燒結熟料溶出步驟，配置的溶出堿液濃度為Na2Oli 15 20g/L、Na20c5 10g/L。優(yōu)化的，所述的燒結熟料溶出步驟，反應溫度為80 90°C，液固質量比為3 5。優(yōu)化的，所述的燒結熟料溶出步驟，反應時間為15 30min。優(yōu)化的，所述的溶出渣回收堿步驟，反應過程的攪拌速率為100 300轉/分。優(yōu)化的，所述的溶出渣回收堿步驟，反應溫度為200 260°C，液固質量比為3 5。本專利技術的有益效果如下堿性正長巖經配入石灰石和純堿后燒結，所得燒結熟料中A1203、K2O和Na2O轉變?yōu)榭扇苄缘匿X酸鈉和鋁酸鉀，經過熟料的溶出、酸化、結晶、分離等工序，制成氫氧化鋁(或 氧化鋁)和碳酸鉀、碳酸鈉產品；溶出渣回收堿后剩余濾渣為硅鈣渣，用作生產輕質墻體材料的原料。其中，碳酸鉀的制備方法，見中國地質大學的專利技術專利《利用富鉀巖石制取電子級碳酸鉀的方法》(專利號ZL03100563. 2，2003-01-17);輕質墻體材料的制備方法，見昊青薪材(北京)技術有限公司的專利技術申請《一種輕質可承重墻體材料及其生產方法》(申請?zhí)?00810240071. 3)。本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，其特征在于：以堿性正長巖礦粉為原料，包括以下步驟：原料燒結步驟：將所述堿性正長巖礦粉與石灰石、純堿粉料按質量比混合，在1000？1200℃溫度條件下燒結，制成燒結熟料；燒結熟料溶出步驟：配制溶出堿液，將所述的燒結熟料和所述的溶出堿液一起在80～90℃溫度條件下，攪拌反應15～30min，反應結束后過濾，得到溶出渣和溶出液，溶出液為鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液，溶出渣為富堿硅鈣渣；溶出渣回收堿步驟：配制濃度為NaOH？1～2mol/L的堿液，將所述的富堿硅鈣渣和所述的堿液一起置于反應釜中，在200？260℃下，恒溫反應1？2h，反應結束后過濾，得到氫氧化鈉和氫氧化鉀混合濾液；濾餅為硅鈣渣，用作生產輕質墻體材料的原料。
【技術特征摘要】
1.一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，其特征在于以堿性正長巖礦粉為原料，包括以下步驟 原料燒結步驟將所述堿性正長巖礦粉與石灰石、純堿粉料按質量比混合，在1000-1200°C溫度條件下燒結，制成燒結熟料； 燒結熟料溶出步驟配制溶出堿液，將所述的燒結熟料和所述的溶出堿液一起在80 90°C溫度條件下，攪拌反應15 30min，反應結束后過濾，得到溶出渣和溶出液，溶出液為鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液，溶出渣為富堿硅鈣渣； 溶出渣回收堿步驟配制濃度為NaOH I 2mol/L的堿液，將所述的富堿硅鈣渣和所述的堿液一起置于反應爸中，在200-260°C下,恒溫反應l_2h,反應結束后過濾,得到氫氧化鈉和氫氧化鉀混合濾液；濾餅為硅鈣渣，用作生產輕質墻體材料的原料。2.根據(jù)權利要求I所述的一種堿性正長巖制備鋁酸鈉和鋁酸鉀混合溶液的工藝，堿性正長巖主要包括霞石正長巖和白槽正長巖，或者堿性正長巖主要包括霞石正長巖和假白槽正長巖，其中，主要包括霞石正長巖和白槽正長巖的堿性正長巖主要礦物組成為鉀長石含量大于55wt%和霞石含量小于40Wt%，或鉀長石含量大于55wt%和白榴石含量小于40wt% ;或者主要包括霞石正長巖和假白槽正長巖的堿性正長巖主要礦物組成為鉀長石含量大于55wt%和霞石含量小于40wt%,或鉀長石含量大于55wt%和假白槽石含量小于40wt% ;上述堿...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳小鑫，楊雪，馬鴻文，
申請(專利權)人：昊青薪材北京技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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