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一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法

阅读：76发布：2021-02-26

IPRDB可以提供一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为90-280℃，所述溶出反应时间为10-120min，所述溶出反应压力为0.2-1.6Mpa；将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；向所述溶出滤液中加入钙源，进行合成反应，获得合成料浆；过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。，下面是一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；

将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为90-280℃，所述溶出反应时间为10-120min，所述溶出反应压力为0.2-1.6Mpa；

将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

向所述溶出滤液中加入钙源，进行合成反应，获得合成料浆；

过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

2.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.3-2.0，所述苛性碱溶液浓度为100-300g/L。

3.根据权利要求2所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.5-1.6，所述苛性碱溶液浓度为150-260g/L。

4.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述溶出反应温度为140-260℃，所述溶出反应时间为30-60min，所述溶出反应压力为0.3-

1.2Mpa。

5.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述钙源为碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.0-1.5。

7.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述合成反应温度为60-99℃，所述合成反应时间为1-3h。

8.根据权利要求7所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，所述合成反应温度为75-90℃，所述合成反应时间为1.5-2.5h。

9.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，将所述第二滤饼进行洗涤，获得所述铝酸钙粉，所述洗涤水流量为1-2L/s。

10.根据权利要求1所述的一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，其特征在于，将所述第二滤液与所述铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得所述混合物料，所述第二滤液质量≤所述铝土矿质量的20％。

说明书全文

一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法

技术领域

[0001] 本发明属于轻金属冶金领域，具体涉及一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法。

背景技术

[0002] 铝酸钙粉(净水剂原材料)，主要成份为CaO、Al2O3、和Fe2O3，主要用于碱式氯化铝和聚合氯化铝(PAC)的生产。采用酸溶法制备净水剂PAC，需要铝酸钙粉作原材料，但目前生产PAC用铝酸钙粉的方法，是按比例将铝土矿和石灰石破碎后成球，送入回转窑，在1300℃锻烧冷却后粉碎包装即为铝酸钙产品，这种方法的主要缺点是采用矿石必须采用高铝矿，然后高铝矿直接高温烧成，造成铝酸钙重金属含量高，同时铝酸钙酸溶后残留渣量大，无法处置，给环境带来很大危害。因此，本领域亟需研发出一种残渣量少、重金属含量低、低成本的制备铝酸钙粉的方法。

发明内容

[0003] 鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法。

[0004] 本发明实施例提供一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0005] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；

[0006] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为90-280℃，所述溶出反应时间为10-120min，所述溶出反应压力为0.2-1.6Mpa；

[0007] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0008] 向所述溶出滤液中加入钙源，进行合成反应，获得合成料浆；

[0009] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0010] 进一步的，所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.3-2.0，所述苛性碱溶液浓度为100-300g/L。

[0011] 进一步的，所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.5-1.6，所述苛性碱溶液浓度为150-260g/L。

[0012] 进一步的，所述溶出反应温度为140-260℃，所述溶出反应时间为30-60min，所述溶出反应压力为0.3-1.2Mpa。

[0013] 进一步的，所述钙源为碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙中的至少一种。

[0014] 进一步的，所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.0-1.5。

[0015] 进一步的，所述合成反应温度为60-99℃，所述合成反应时间为1-3h。

[0016] 进一步的，所述合成反应温度为75-90℃，所述合成反应时间为1.5-2.5h。

[0017] 进一步的，将所述第二滤饼进行洗涤，获得所述铝酸钙粉，所述洗涤水流量为1-2L/s。

[0018] 进一步的，将所述第二滤液与所述铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得所述混合物料，所述第二滤液质量≤所述铝土矿质量的20％。

[0019] 本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0020] 本申请利用铝土矿中氧化铝和苛性碱反应，而铝土矿中氧化硅、氧化铁、氧化钛和重金属等物质不与苛性碱反应，过滤后得到纯净的氧化铝与苛性碱的溶液(铝酸钠溶液)，达到铝土矿除杂的目的。控制溶出反应物温度、压力、浓度、时间是为了让铝土矿中氧化铝反应更彻底，得到适合于钙源反应的铝酸钠溶液。向铝酸钠溶液中加入如钙源，发生铝酸钠溶液与氧化钙反应生成铝酸钙，控制反应条件可得到100％酸溶性的铝酸钙，从而达到制备的铝酸钙可用于制备PAC的技术效果。

具体实施方式

[0021] 下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

[0022] 在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

[0023] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

[0024] 本申请提供一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0025] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；

[0026] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为90-280℃，所述溶出反应时间为10-120min，所述溶出反应压力为0.2-1.6Mpa；

[0027] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0028] 向所述溶出滤液中加入钙源，进行合成反应，获得合成料浆；

[0029] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0030] 本申请中，所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.3-2.0，所述苛性碱溶液浓度为100-300g/L。

[0031] 较优的，所述混合物料中，铝元素和0H-的摩尔比为1∶1.5-1.6，所述苛性碱溶液浓度为150-260g/L。

[0032] 较优的，所述溶出反应温度为140-260℃，所述溶出反应时间为30-60min，所述溶出反应压力为0.3-1.2Mpa。

[0033] 本申请中，所述钙源为碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙中的至少一种。

[0034] 本申请中，所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.0-1.5。

[0035] 本申请中，所述合成反应温度为60-99℃，所述合成反应时间为1-3h。

[0036] 较优的，所述合成反应温度为75-90℃，所述合成反应时间为1.5-2.5h。

[0037] 本申请中，将所述第二滤饼进行洗涤，获得所述铝酸钙粉，所述洗涤水流量为1-2L/s。

[0038] 本申请中，将所述第二滤液与所述铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得所述混合物料，所述第二滤液质量≤所述铝土矿质量的20％。

[0039] 下面将结合7个具体实施例对本申请的铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法进行详细说明。

[0040] 实施例1

[0041] 一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0042] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.3，所述苛性碱溶液浓度为100g/L；

[0043] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为90℃，所述溶出反应时间为10min，所述溶出反应压力为0.2Mpa；

[0044] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0045] 向所述溶出滤液中加入碳酸钙，进行合成反应，获得合成料浆；所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.0；所述合成反应温度为60℃，所述合成反应时间为1h；

[0046] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0047] 实施例2

[0048] 一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0049] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶2.0，所述苛性碱溶液浓度为300g/L；

[0050] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为280℃，所述溶出反应时间为120min，所述溶出反应压力为1.6Mpa；

[0051] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0052] 向所述溶出滤液中加入碳酸钙和氢氧化钙，进行合成反应，获得合成料浆；所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.5；所述合成反应温度为99℃，所述合成反应时间为3h；

[0053] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0054] 实施例3

[0055] 一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0056] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.5，所述苛性碱溶液浓度为150g/L；

[0057] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为140℃，所述溶出反应时间为30min，所述溶出反应压力为0.3Mpa；

[0058] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0059] 向所述溶出滤液中加入碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙，进行合成反应，获得合成料浆；所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.2；所述合成反应温度为75℃，所述合成反应时间为1.5h；

[0060] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0061] 实施例4

[0062] 一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0063] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.6，所述苛性碱溶液浓度为260g/L；

[0064] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为260℃，所述溶出反应时间为60min，所述溶出反应压力为1.2Mpa；

[0065] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0066] 向所述溶出滤液中加入碳酸钙和氧化钙，进行合成反应，获得合成料浆；所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.4；所述合成反应温度为90℃，所述合成反应时间为2.5h；

[0067] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0068] 实施例5

[0069] 一种铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法，包括如下步骤：

[0070] 将铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得混合物料；所述混合物料中，铝元素和OH-的摩尔比为1∶1.55，所述苛性碱溶液浓度为200g/L：

[0071] 将所述混合物料通过溶出反应进行除杂，获得溶出料浆；所述溶出反应温度为200℃，所述溶出反应时间为45min，所述溶出反应压力为0.7Mpa；

[0072] 将所述溶出料浆进行过滤，获得第一滤饼和第一滤液；

[0073] 向所述溶出滤液中加入氢氧化钙和氧化钙，进行合成反应，获得合成料浆；所述合成料浆中，铝元素和钙元素的摩尔比为1∶1.3；所述合成反应温度为80℃，所述合成反应时间为2h；

[0074] 过滤所述合成料浆，获得第二滤饼和第二滤液，所述第二滤饼为铝酸钙粉。

[0075] 实施例6

[0076] 除了还含有步骤“将所述第二滤饼进行洗涤，获得所述铝酸钙粉，所述洗涤水流量为1-2L/s”外，其余均与实施例1相同。

[0077] 实施例7

[0078] 除了还含有步骤“将所述第二滤液与所述铝土矿和苛性碱溶液混合均匀，获得所述混合物料，所述第二滤液质量≤所述铝土矿质量的20％。”外，其余均与实施例6相同。

[0079] 对实施例1-7制得的铝酸钙粉进行检测，检测结果如表1所示。

[0080] 表1

[0081] 酸溶率 Cr Cd Pb
实施例1 99.5％ 10ppm 2ppm 11ppm
实施例2 99.1％ 8ppm 4ppm 12ppm
实施例3 99.6％ 9ppm 3ppm 9ppm
实施例4 99.3％ 11ppm 2ppm 10ppm
实施例5 99.2％ 7ppm 1ppm 13ppm
实施例6 99.3％ 13ppm 6ppm 10ppm
实施例7 99.0％ 8ppm 4ppm 11ppm

[0082] 与现有技术相比，本申请的铝土矿制备PAC用铝酸钙粉的方法具有以下特点：

[0083] (1)本发明方法不需要采用高铝铝土矿，不受铝土矿氧化铝含量的波动影响。

[0084] (2)本发明方法采用低温合成代替了高温烧成，生产过程环境友好，大大降低了能耗和生产成本。

[0085] (3)本发明方法首先采用矿石除杂的办法，大幅度降低了铝酸钙中重金属含量，保证了居民用水安全。

[0086] (4)本发明方法采用湿法合成的技术，保证了铝酸钙99％的溶出率，大幅度降低了溶出残渣，降低了环境危害。

[0087] 最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0088] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0089] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种铝管-专利编号CN105889657A	2020-05-12	209
一种铝锭-专利编号CN105805534A	2020-05-11	494
铝合金箔-专利编号CN101809178B	2020-05-11	442
5182铝合金-专利编号CN106834825B	2020-05-11	757
铝合金箔-专利编号CN101809178A	2020-05-11	835
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铝型材-专利编号CN104563755A	2020-05-13	89
铝型材-专利编号CN104534262A	2020-05-13	437
铝型材-专利编号CN104534257A	2020-05-13	497
铝熔流槽-专利编号CN103267419B	2020-05-12	249

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