燒堿法生產液體鋁酸鈉的工藝研究

張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

燒堿法生產液體鋁酸鈉的工藝研究

張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

將顆粒狀（為了混料均勻，如果選用片狀的氫氧化鈉，需要粉碎后進入配料工段使用）氫氧化鈉與鋁釩土按一定比例混合均勻，經450～500℃煅燒0.5 h，再經溶解、過濾、洗滌、精制得到合格液體鋁酸鈉。本工藝采用低溫煅燒，常壓溶解的方法生產液體鋁酸鈉，具有生產工藝簡單，易于操作，設備簡單，損耗低，減少環境污染等特點，并且避免了液體燒堿法生產鋁酸鈉時的爐內粘接現象；采用自制高效脫硅劑對鋁酸鈉進行脫硅，可得到高質量的鋁酸鈉。經精制后的低硅鋁酸鈉可以進入結晶工序制得氫氧化鋁，或用于“氫氟酸—鋁酸鈉法”和“氟硅酸鈉法生產冰晶石”工藝的生產原料，具有較強的環境效益和經濟效益。

固體氫氧化鈉；鋁釩土；鋁酸鈉

液體鋁酸鈉主要用于結晶氫氧化鋁，或用于“氫氟酸—鋁酸鈉法”、“氟硅酸鈉法生產冰晶石”工藝的主要原料，對于液體鋁酸鈉的分解機理和分解動力學研究，文獻多有報道，而對于生產液體鋁酸鈉的工藝研究詳細報道還很少。本工藝以固體燒堿和鋁礬土為原料，采用低溫煅燒，常壓溶解的方法生產液體鋁酸鈉，具有生產工藝簡單，易于操作，設備簡單的特點。并且采用自制高效脫硅劑對鋁酸鈉進行脫硅，可得到高質量的液體鋁酸鈉。

1 原料

氫氧化鈉，采用GB 209-2006標準優等品；鋁釩土，采用YB/T5057-93標準優等品；石灰，采用HG/T 2504-1993標準優等品；碳酸鈉，采用 GB 210-92標準優等品。

2 工藝流程

根據化驗分析氫氧化鈉和鋁釩土成分含量，進行配料，在固體混料器中按配比混合均勻，在馬弗爐內450～500℃煅燒0.5 h，生成雜質成分含量較高的固體鋁酸鈉，再經溶解、沉降分離洗滌、精制得低硅鋁酸鈉。

2.1 鋁土礦粉制備

選用優質鋁土礦（Al2O3＞70%，SiO2＜10%，AlSi＞10），用顎式破碎機或錘式破碎機破碎后，經雷蒙磨磨細，過180目篩，取樣化驗Al2O3、SiO2含量，混勻后存于粉礦倉備用。

2.2 活性石灰制備

選用優質碳酸鈣礦石，經粗破碎后于窯中在溫度1 000～1 200℃煅燒1 h，經雷蒙磨磨細，過100目篩，取樣化驗石灰活性，混勻后儲存備用。

2.3 固體鋁酸鈉制備

根據化驗分析礦石粉成分含量，進行配料計算，設定鋁礦粉、石灰、固體氫氧化鈉計量稱的流量，同時將鋁礦粉、石灰、固體氫氧化鈉加入到混料器中，混合均勻，用無軸螺旋輸送入內熱式反應爐中，物料在從常溫到500℃之間反應0.5 h，再在500℃時反應0.5 h，生成含雜質成分含量較高的固體鋁酸鈉（Al2O3＞48%，Na2O＞32%）。

2.4 鋁酸鈉的溶解

將固體鋁酸鈉送入溶解槽中用赤泥洗液（即2#上清液Al2O350 g/L，αk1.5）溶解3 h，溶出漿液送沉降槽進行液體鋁酸鈉和固體雜質的分離。

2.5 沉降分離及洗滌

溶出料漿在1#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O3100g/L，SiO20.4～0.5g/L，αk1.40）進入粗液槽，1#底流渣在底流槽中用3#上清液（95℃）攪拌洗滌，用泵打入2#沉降槽。

洗滌料漿在2#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O350 g/L，αk1.5）去溶出槽，2#底流渣用轉鼓過濾機所過濾的濾液（Al2O315g/L，αk1.5）攪拌洗滌，用泵打入3#沉降槽。

洗滌料漿在3#沉降槽（保溫95℃）中沉降分離，上清液（Al2O315 g/L，αk1.5）進入1#底流槽，3#底流渣用熱水（95℃）攪拌洗滌，經轉鼓過濾機過濾，渣棄之（可用于中和酸性廢渣后作為生產水泥的原料），濾液用泵打入2#底流槽進行殘渣洗滌。

2.6 添加劑的制備

①在石灰乳制備槽中按一定配比配制石灰乳備用（注意：石灰乳要充分攪拌成乳狀）；②在純堿制備槽中按一定配比配制純堿溶液備用；③在脫硅劑合成槽（50～80℃）中按計算的比例加入鋁酸鈉溶液；④純堿溶液和鋁酸鈉溶液分別預熱后，將純堿溶液和石灰乳依次加入合成槽中，充分攪拌并于50～80℃恒溫1 h，過濾得渣即為高效脫硅劑，液體進成品鋁酸鈉槽。

2.7 粗鋁酸鈉的精制

在粗液精制槽中加入一定量添加劑，對粗鋁酸鈉溶液進行精制，恒溫80～100℃，攪拌1 h，經過濾除去固體雜質，得成品鋁酸鈉，固體雜質返回溶出槽。成品鋁酸鈉溶液存于儲槽中（保溫85℃，Al2O3100 g/L，SiO2＜0.15g/L，αk1.40～1.80）。

工藝流程方框圖見圖1。

圖1 工藝流程圖

3 設備及成本

①原料固體氫氧化鈉、石灰、鋁釩土粉及半成品固體鋁酸鈉和洗液在進行輸送、儲存時均為堿性，可使用普通碳鋼材質的料倉、輸送設備及儲存設備。②固體氫氧化鈉與鋁釩土粉的料漿在450～500℃反應，反應溫度偏低，可以在普通碳鋼內熱式反應爐內進行。③經考察試驗，采用耙式攪拌器即可滿足溶出液的沉降分離，低功率的耙式攪拌器在電解鋁行業已經廣泛使用，技術成熟，電能消耗低，環境污染小。因此采用低功率的耙式攪拌器沉降洗滌液體鋁酸鈉具有可行性。

每生產一噸100 g/L Al2O3的液體鋁酸鈉的主要原材料消耗見下頁表1。

4 產品分析及結論

液體鋁酸鈉分析結果見下頁表2。

表1 原材料消耗表

本工藝采用固體氫氧化鈉與鋁釩土粉為原料，經配料后，反應在450～500℃進行，遠低于純堿和鋁釩土生產工藝中的1 200℃以上的反應溫度，具有工藝操作簡單、設備損耗低、能耗低、減輕環保壓力的特點，并且生產的液體鋁酸鈉硅含量低，能滿足氫氧化鋁產品質量要求和“氫氟酸—鋁酸鈉法”和“氟硅酸鈉法”工藝冰晶石生產的需要。

Study on Production Process of Caustic Soda Manufacturing Sodium Aluminate Solution

ZHANG Xiao-xia
（Do-fluoride Chemicals Co.Ltd.，Jiaozuo 454191，China）

The granular sodium hydroxide and alumina clay are well-mixed according to certain ration，then calcining about half an hour at 450～500℃，the sodium aluminate in liquid are obtained after dissolving，washing and refining.The technology has the advantages such as simple process，easy to operation，simple device，low loss，reduce enviromental et al，also avoids the adhesion phenomena in furnace of sodium aluminate production by liquid caustic soda method.High quality sodium can obtained by the process which use high efficient desiliconization agent to remove silion from solium hydroxide.The refined sodium aluminate of low concentration silicon can made into aluminum hydroxide by the crystal process，or for the raw materials of prodution，incluing hydroflucoric acid-sodium aluminate method and production of cryolife from sodium fluosilicate method，has more enviromental benefits and economic benefits.

sodium hydroxide；bauxite；sodium aluminate

表2 產品質量分析結果

TQ133.1

A

1003-3467（2010）13-0037-02

2010-03-10

張小霞（1973-），女，工程師，從事氟化鹽研究工作，電話：13839168771。