用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺

摘要

本发明公开了一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺；工艺流程如下：煤系高岭土破碎磨粉细度在150-200目，计量，加水配制55-65％的浓度(重量比)的浆液，进行反应；将矿浆与硫酸混合，每0.55kg矿浆加610kg硫酸，在温度140±2℃，压力0.33±0.02Mpa条件下，反应4-5小时后排空泄压，加水稀释后送沉降槽加水加胶进行逆流增浓倒槽洗涤沉降分离，溶液送中和槽加酸中和达到PH＝3-3.5盐基性后，再进行蒸发浓缩，辊筒结晶即成产品；其工艺流程合理可靠，生产成本低，溶出率高，防腐性能好，产品质量优，为铝盐系列产品的开发生产找到了后补资源。

权利要求

1.一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺，其特征在于通过下面的工艺流程实现：将煤系高岭土破碎、磨粉、计量，加入水制成重量比为55-65％的浆液，进行反应；将矿浆与硫酸混合，每0.55kg矿浆加610kg硫酸，加温升压，温度在140±2℃，压力

0.33±0.02MPa条件下，反应4-5小时后排空泄压，并将反应后的溶液加水稀释后送沉降槽加水加胶进行逆流增浓倒槽洗涤，沉降分离；澄清液加酸每吨浆液中加入工业硫酸中和达到pH＝3-3.5盐基性后，再进行蒸发浓缩，辊筒结晶处理。

2.根据权利要求1所述的一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺，其特征在于：磨粉细度在150-200目。

3.根据权利要求1所述的一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺，3

其特征在于：蒸发浓缩液比重为1.7g/cm，温度112℃。

4.根据权利要求1所述的一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺，其特征在于：在矿粉输送中利用了湿法送料。

5.根据权利要求1所述的一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺，其特征在于：矿粉与硫酸的反应过程中，采用了生粉料浆预加热进行活化处理。

6.根据权利要求1所述的一种用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺所用设备，其特征在于：a、反应釜采用了经搪铅用KPI胶泥衬砌石墨砖；

b、在蒸发器内壁采用了阳极保护钛管。

说明书

用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺

技术领域：

[0001] 本发明涉及多用途的无机工业原料生产工艺，尤其涉及用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺。背景技术：

[0002] 硫酸铝是一种多用途的工业原料，广泛应用于造纸、净水及纺织、医药等二十余个行业。我国生产工业硫酸铝主要原料为铝矾土，然而铝矾土分布不均衡，储量有限；近几年，优质铝矾土资源越来越奇缺，已严重影响到铝盐化工及炼铝工业的发展。而我国煤系高岭土资源分布广，储量大，累计堆存量约30亿吨，不仅堆积如山，侵占土地，污染环境，并且已形成公害，煤系高岭土的综合开发和利用已刻不容缓。如化工部HG2225-91《工业硫酸铝》；如1995年第3期《湖北化工》中关于高岭土生产硫酸铝的技术经济研究；再如已公开了的中国专利CN1072657A和CN1174172A用煤矸石生产硫酸铝的方法等；现有技术的不足是：
生产设备陈旧，防腐不易解决，存在的问题有①、生产中采用煤矸石生粉焙烧致使不易控制温度，②生产中用粉状矿粉送料易造成环境污染，且操作复杂，耗费劳力，③煤矸石生粉和硫酸液混合不好，④在防腐技术上没有采取相应措施，致所得产品难以保证质量，⑤溶出率低，生产成本过高。
发明内容：

[0003] 本发明提供一种既有现有技术的优点，同时可克服现有技术不足的新型生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺。该工艺流程合理可靠，设备选型及防腐技术先进、科学，生产中采用了以我国储量极大，分布较广的低铝质原料-煤系高岭土资源为原料，生产出的硫酸铝分散度好，混合度好，溶出率高，产品质量稳定可靠，各项经济指标均处于领先水平。

[0004] 本发明工艺技术流程如下：将煤系高岭土破碎、磨粉、计量、加入水制成重量比为55-65％的浆液，进行反应，将矿浆与硫酸混合，每0.55kg矿浆加610kg硫酸，加温升压，温度在140±2℃，压力0.33±0.02Mpa下，反应4-5小时后排空泄压，并将反应后的溶液加水稀释后送沉降槽加水加胶进行逆流增浓倒槽洗涤沉降分离，澄清液加酸每吨浆液中加入工业硫酸中和达到PH＝3-3.5的盐基性后，再进行蒸发浓缩，辊筒结晶，破碎包装即为产品。
渣浆打入渣池，自然风干可用于水泥活性混合材。

[0005] 本发明由如下的工艺步骤实现：

[0006] 1、原料工段：将原矿( 含量≥34％， 含量≤2.0％)破碎至块度≤2.0cm后磨粉，磨粉细度在150-200目进料仓；配浆时由电磁挂斗计量矿料，液位计计量水，在混浆罐配制重量比为55-65％浓度，由空压机压送入经搪铅用KPI胶泥衬砌石墨砖的反应釜。

[0007] 2、反应工段：将反应釜内的矿浆与一定的硫酸混合，每0.55kg矿浆加610kg硫酸，通入蒸汽预加热，进行活化处理；当混合液温度达到132±2℃，压力在0.30±0.02Mpa时，切断蒸汽并密闭反应罐，使反应自动进行，当温度在140±2℃，压力0.33±0.02Mpa的条件下，反应4-5小时后排空泄压，加水稀释后送至沉降槽加水、加胶进行逆流增浓倒槽洗涤沉降分离，溶液送至中和槽加酸在每吨浆液中加入工业硫酸中和达到PH＝3-3.5的盐基性后，打入溶液高位槽浓缩结晶。

[0008] 3、结晶工段：将高位槽的硫酸铝溶液定时定量加入蒸发器进行浓缩，待比重为1.7g/ ，温度112℃时放入保温压力槽内，靠液位差从压力槽中慢慢压入用夹套蒸汽保温的溶液盘中，溶液被转动辊筒湿润表面所粘附，经辊筒夹套中冷却水冷却结晶成片；在蒸发器内壁采用了阳极保护钛管，缓解高温下蒸发器的腐蚀。

[0009] 所得产品硫酸铝： ≥17％，Fe≤0.20％，水不溶物≤0.07％，PH＝3-3.5；产品质量均优于化工部HG2225-91，HG2227-91一级品的标准。

[0010] 本发明与现有技术对比其优点是：

[0011] 1、用煤系高岭土生产硫酸铝的生产装置及先进的设备以及材料选型，填补了国家空白。

[0012] 2、用煤系高岭土生粉低压溶出法生产工业硫酸铝的工艺流程技术科学、先进、合理可靠。

[0013] 3、在矿粉输送方面利用湿法送料，解决了矿粉输送过程中环境污染的问题。

[0014] 4、在矿粉与硫酸的反应过程中采用生粉料浆预加热进行活化处理，不仅缩短了与硫酸的反应时间，而且大大提高了矿粉中 的溶出率，使 的溶出率达到85％的较高水平，比传统铝矾土生产溶出率提高约5％。

[0015] 5、固液分离过程中，采用逆流增浓、倒槽洗涤的先进工艺，提高了成品的收率，提高了现有设备的利用率，增强了生产能力。

[0016] 6、在产品冷却结晶工序，采用了生产能力较大操作稳定的辊筒结晶机，一台设备就可满足2万吨/年的生产能力。

[0017] 7、经搪铅用KPI胶泥衬砌石墨砖的反应釜内壁采用了新型粘结剂—KPI胶泥，缩短了固化时间，使粘结强度大大增强，解决了防腐难题。

[0018] 8、蒸发设备中配备了阳极保护钛管装置，提高了热能利用率，延长了钛管使用寿命。附图说明：

[0019] 附图为本发明工艺流程示意图具体实施方式：

[0020] 以下提供本发明的最佳实施例

[0021] 将符合质量要求的原矿( 含量≥34％， 含量≤2.0％)送至鄂式破碎机破碎至块度≤2.0cm后，由雷蒙机(4R3216磨粉机)磨粉，磨粉细度在150-200目，矿粉磨好后利用湿法送料进入料仓。配浆时，矿料由电磁挂斗计量，水由液位计计量，二者在混浆罐配制重量比为55-65％浓度后，开启空压机压送入经搪铅用KPI胶泥衬砌石墨砖的反应釜内。

[0022] 将反应釜内的矿浆与一定的硫酸混合，每0.55kg矿浆加610kg硫酸，(硫酸质量应符合国际工业一级品要求)，通入蒸汽预加热，进行活化处理；当混合液温度达到132±2℃，压力在0.30±0.02Mpa时，切断蒸汽并密闭反应罐，使反应自动进行，在温度
140±2℃，压力0.33±0.02Mpa的条件下，反应4-5小时后排空泄压，加水稀释后送至沉降槽加水、加胶进行逆流增浓倒槽洗涤沉降分离。溶液送至中和槽加酸在每吨浆液中加入工业硫酸铝中和达到PH＝3-3.5的盐基性后，打入结晶工段溶液高位槽供浓缩结晶，沉渣经三次洗涤后打入渣池集中堆放。 衬铅反应釜采用了钢板搪铅再衬石墨的复合衬里，彻底解决了设备在高温、稀酸溶液中的腐蚀，保证了生产的顺利进行。在衬砌过程中，采用了新型粘结剂—KPI胶泥，不仅缩短了固化时间，而且使粘结强度大大增强，抗渗透性、耐热性、耐水性明显提高，同时KPI胶泥采用了非卤素型无毒粘结固化剂，对施工操作人员所接触的介质无毒害，对所衬砌设备无腐蚀性。

[0023] 将高位溶液槽的硫酸铝溶液定时定量加入蒸发器进行浓缩，严格控制浓缩液比重及温度，待比重为1.7g/ 温度112℃时放入保温压力槽内，溶液靠液位差从压力槽中慢慢压入用夹套蒸汽保温的溶液盘中，溶液被转动辊筒湿润表面所粘附，经辊筒夹套中冷却水冷却结晶成片；硫酸铝薄片凭自身表面张力翘起并脱落于辊筒前面的带式输送机上(未能自脱落部分借助刮刀刮下)，送往提升机提至成品料仓，然后计量、包装、入库。2

[0024] 在蒸发器内壁采用了传热系数较大的钛材加热管以及蒸发面积40m 的钛管加热器，并配备了具有国际先进水平的阳极保护装置，从而大大提高了热能利用率，延长了钛管使用寿命，解决了在蒸发过程中腐蚀的难题。

[0025] 整个工艺流程中基本上不产生污染物，经测算，在94年已建成了年生产能力1.5万吨的硫酸铝生产线，现硫酸铝生产最高日产量达49吨，平均日产量达40吨，累计生产12万吨，利用煤系高岭土生产铝盐系列产品解决了关键技术难点，开发和解决了煤系高岭土的综合利用；不仅发挥了地方资源优势，变资源优势为经济优势，振兴了地方经济，而且为我国铝盐系列产品的开发生产找到了后补资源。