專利名稱：中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度脫硅的方法
技術領域：
本發明涉及一種化工工藝方法，特別是涉及一種中高濃度硅鋁酸鈉溶液 添加復合脫硅劑深度脫硅的方法，使之中鋁酸鈉溶液二段脫硅。
背景技術：
我國氧化鋁生產主要采用燒結法，而燒結法產品質量低，造成燒結法氧
化鋁產品質量低的主要原因是碳分生產的Al(OH)3中Si02含量高，生產中含 硅礦物造成的危害是生成含水鋁硅酸鈉，造成Na20和^203的損失；含 水鋁硅酸鈉在生產設備和管道上，特別是在換熱器表壁上析出、結垢，使傳 熱系數降低，增加能量消耗和清理工作量；含水鋁硅酸鈉進入成品氫氧化鋁， 降低了鋁成品質量。
因此，要使混聯法或燒結法的產品質量提高，必須進行深度脫硅。脫硅 后的溶出液的硅量指數越高，碳分時得到符合質量要求的氫氧化鋁才能越 多，整個生產流程中的物料流量和機械損失才能越低。目前氧化鈣是氧化鋁 工業生產中用的最多、最經濟的脫硅劑，因為原料易得，價格低，易于被工 廠接受。缺點是脫硅效率低，脫硅后硅鋁酸鈉溶液的硅量指數只能達到1000 左右。近幾年已發表的許多研究結果提出水合硫鋁酸鈣、水合碳鋁酸鈣等脫 硅劑能使脫硅后的硅鋁酸鈉溶液的硅量指數達到8000甚至10000以上，從 理論上是十分理想的脫硅劑，但是它們的經濟價格高，使工廠生產成本增加， 不經濟。因此，找到一種高效，經濟的脫硅劑將造福于氧化鋁工業的發展。另外，國內外對鋁酸鈉溶液深度脫硅的研究大多針對低濃度的鋁酸鈉溶液， 因為中高濃度鋁酸鈉溶液脫硅后硅量指數不是很高，且因其粘度較大，使得 脫硅過程中生產工藝條件不易控制。但低濃度鋁酸鈉溶液脫硅后得到的產品 氧化鋁有限，相同能源消耗的情況下，中高濃度鋁酸鈉溶液比低濃度鋁酸鈉
溶液經濟效益要高得多，因此對中高濃度(^203濃度>120 g/L)特別是高濃度 的鋁酸鈉溶液進行研究，找出較好的脫硅工藝條件，有利于降低能源消耗， 促進經濟社會的持續發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深 度脫硅的方法，得出最佳的脫硅工藝條件，使之中鋁酸鈉溶液二段脫硅，得 出高效、經濟的脫硅劑。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度脫硅的方法，采用復合脫硅 劑，對中高濃度硅鋁酸鈉溶液常壓脫硅，脫硅后溶液的硅量指數達到7000以
上，其脫硅方法及步驟如下
(1)制取含硅鋁酸鈉溶液組成如下 A1203 148-180g/l; ak 1.49-1.53;
Na20 135-138g/l; Si02 0.423-0.434g/l;
A/S 345-355;
(2) 取上述溶液80-90ml于反應釜中，加入氧化鈣與硫酸鈣復合脫硅劑，
比例為3: 1-4: 1;
(3) 將反應釜放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，油浴加熱，溫度控制在85-100°C ，攪拌速度設在867-1300r/min之間，脫硅90-120min;
(4)待溶液冷卻后，取上層清液用絡合滴定法測定Al203濃度，用分光
光度計測定Si02的含量。
所述的中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度脫硅的方法，其氧化 鈣與硫酸鈣復合脫硅劑用量為25-35g/1，絡合滴定采用EDTA、 ZnCl2、 二甲
酚橙試劑。
本發明的優點與效果是
1. 本發明利用氧化鈣與硫酸鈣復合做脫硅劑具有不需要合成，生產工 藝簡單、經濟實用的特點。
2. 本發明對中高濃度(^203濃度>120 g/L)特別是高濃度的鋁酸鈉溶液 進行研究，脫硅后溶液硅量指數較高，與低濃度鋁酸鈉溶液相比，降低了能 耗。
3. 本發明提出了復合脫硅劑的最佳配比范圍及脫硅工藝條件。
具體實施例方式
本發明由二個技術作業組成，實現了提高碳分精液的硅量指數A/S，改 善了碳分Al(OH)3質量目的；這二個技術作業分別是1.考察了溫度、時間、
攪拌速度以及鋁酸鈉溶液苛性比ak對中高濃度鋁酸鈉溶液脫硅效果的影響 得到脫硅的較好工藝；2.得到脫硅較好工藝復合脫硅劑二水硫酸鈣和氧化鈣 混合比例；本發明將中高濃度硅鋁酸鈉溶液加入到反應釜，添加氧化鈣-硫 酸鈣復合脫硅劑30g/L比例為3: 1-4: 1。把反應釜放入油浴中加熱，溫度 設為90。C，攪拌速度調為867-1300 r/min，脫硅90-120 min。然后冷卻，取 上層清液過濾，并測溶液中氧化鋁濃度及二氧化硅濃度。脫硅原液是硅量指數A/S為350的含硅鋁酸鈉溶液.本實驗不同濃度的 鋁酸鈉溶液均是由350 g/L的Al203溶液稀釋而成。
脫硅實驗是將上述配置好的溶液加于反應釜中在DF-101S集熱式恒溫 加熱磁力攪拌器中反應，加熱介質是色拉油。考察了脫硅過程溫度、時間、 攪拌速度以及鋁酸鈉溶液苛性比ak對中高濃度鋁酸鈉溶液脫硅效果的影響； 得到脫硅較好工藝時復合脫硅劑二水硫酸鈣和氧化鈣混合比例。脫硅后Si02 的含量用硅鉬藍比色法測定，A1203含量是由絡和滴定法測定的。 實施例1
按上述方法配制ak=1.3-1.5，氧化鋁濃度150-160 g/L的含硅鋁酸鈉溶液， 取87.5 mL (根據反應釜大小不同而定)加入到反應釜。分別稱取氧化鈣粉 末和硫酸鈣(氧化鈣硫酸鈣=3: 1-4: 1)，混合均勻后加入到反應釜。溫 度設為90-100 。C之間，攪拌速度為867-1300 r/min，脫硅時間為90-120 min。 冷卻后，取上層清液過濾然后用上述分析方法測得氧化鋁濃度，二氧化硅 濃度。脫硅后溶液的硅量指數達到9000以上。
實施例2
同樣方法配制ak=1.3-1.5，氧化鋁濃度180-190 g/L的含硅鋁酸鈉溶液， 取87.5mL加入到反應釜。分別稱取氧化鈣粉末和硫酸鈣(氧化鈣硫酸鈣 =3: 1-4: 1)，混合均勻后加入到反應釜。溫度設為90-100'C之間，攪拌速 度為867-1300 r/min， 脫硅時間為90-120min。冷卻后，取上層清液過濾然 后用上述分析方法測得氧化鋁濃度為二氧化硅濃度。脫硅后溶液的硅量指數 達到7000以上。
權利要求
1. 中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度脫硅的方法，其特征在于采用復合脫硅劑，對中高濃度硅鋁酸鈉溶液常壓脫硅，脫硅后溶液的硅量指數達到7000以上，其脫硅方法及步驟如下(1)制取含硅鋁酸鈉溶液組成如下Al2O3148-180g/l； ak1.49-1.53；Na2O135-138g/l；SiO20.423-0.434g/l；A/S 345-355；(2)取上述溶液80-90ml于反應釜中，加入氧化鈣與硫酸鈣復合脫硅劑，比例為3∶1-4∶1；(3)將反應釜放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，油浴加熱，溫度控制在85-100℃，攪拌速度設在867-1300r/min之間，脫硅90-120min；(4)待溶液冷卻后，取上層清液用絡合滴定法測定Al2O3濃度，用分光光度計測定SiO2的含量。
2. 根據權利要求1所述的中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度 脫硅的方法，其特征在于氧化鈣與硫酸鈣復合脫硅劑用量為25-35g/l，絡合 滴定采用EDTA、 ZnCl2、 二甲酚橙試劑。
全文摘要
中高濃度硅鋁酸鈉溶液添加復合脫硅劑深度脫硅，涉及一種化工工藝方法，采用復合脫硅劑，對中高濃度硅鋁酸鈉溶液常壓脫硅，脫硅后溶液的硅量指數達到7000以上，其脫硅方法及步驟制取含硅鋁酸鈉溶液組成，取上述溶液80-90ml于反應釜中，加入氧化鈣與硫酸鈣復合脫硅劑，將反應釜放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中，待溶液冷卻后，取上層清液用絡合滴定法測定Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>濃度，用分光光度計測定SiO<sub>2</sub>的含量。本發明適用于中高濃度鋁酸鈉溶液二次脫硅。相同能源消耗的情況下，使用中高濃度鋁酸鈉溶液比低濃度鋁酸鈉溶液經濟效益要高的多，有利于降低能源消耗，促進氧化鋁生產的持續發展。
文檔編號C01F7/00GK101423237SQ200810228789
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月14日 優先權日2008年11月14日
發明者寧志高, 王雅靜, 陳同軍 申請人:沈陽化工學院