[发明专利]一种用废弃含铝碱渣生产冰晶石的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种冰晶石的制备方法，特别是一种利用含铝碱性废渣为原料来制备冰晶石的方法。

背景技术

冰晶石是炼铝生产中不可缺少的助熔剂，也可作农作物的杀虫剂、搪瓷乳白剂、玻璃和搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂、树脂橡胶的耐磨、还可用于铝合金、铁合金和沸腾钢的电解液及砂轮的配料等。随着我国工业的发展，冰晶石的需求量将会不断增加。目前国内生产人造冰晶石的方法主要有氢氟酸法：可分干法和湿法，干法是将气态氢氟酸在400～700℃和氢氧化铝反应，生成氟铝酸，然后用纯碱在高温反应而生成。湿法是将40～60％的氢氟酸与氢氧化铝反应后再加入纯碱而制得。氟硅酸法：可分氟化铵中间产物和氟硅酸钠中间产物法，前者系氟硅酸与氨水氨化后再与铝酸钠反应而生成。后者是将磷肥生产中的含氟废气经回收氟硅酸钠后，再经氨化合成等工序而制得。碳酸化法：在铝酸钠及氟化钠溶液中，通以二氧化碳，亦可制得冰晶石。制铝工业回收法：从炼铝生产的废气中回收的稀氢氟酸与铝酸钠反应可回收冰晶石。此外还有粘土盐卤法(CN1056091A)：以盐酸和粘土反应得到氯化铝溶液，再加入食盐和氢氟酸在常温常压下反应得到冰晶石。以上方法存在污染环境比较严重，原材料价格昂贵，生产成本高等缺点。因此，如果利用废渣来生产冰晶石以降低生产成本、同时变废为宝，可冰晶石的生产提供新的途径。在利用铝型材表面处理酸性废渣(主要成分为氟铝酸铵)合成冰晶石方面已经有不少相关的专利申请报道。CN1456507提供了一种生产冰晶石的方法，以氟铝酸铵和纯碱为原料生产冰晶石，其氟铝酸铵取自铝型材表面处理废渣，为酸性废渣。CN 1868888A提供了一种用酸蚀铝渣氟铝酸铵和铝酸钠为原料制备冰晶石的方法，CN 1868887A采用氟铝酸铵、硫酸铝和芒硝为原料制备冰晶石。CN153978A(Appl.03128411.6)公开了一种以酸蚀铝渣、氯化钠、氟铝酸为原料制备冰晶石的方法。但是，以上专利都是采用酸性含氟铝渣为原料(氟铝酸铵)来制备冰晶石，因为存在处理铝型材表面所用的氟化氢铵，氢氟酸等价格较高、导致处理铝型材的成本偏高，所以这种酸法处理铝型材产生的酸性废渣量数量很有限。由于采用碱法处理铝型材比用酸法处理具有成本低廉的特点，目前越来越多的铝型材表面处理采用碱法处理，从而产生大量的含铝碱性废渣。

发明内容

本发明提供一种用含铝碱渣生产冰晶石的方法，本发明以含铝碱性废渣、盐酸、氢氟酸以及纯碱或氯化钠为原料生产冰晶石。其中的含铝碱性废渣取自铝型材表面处理废渣，干废渣的含铝量20％～40％。把含铝碱性废渣水磨至40目以下，用水稀释成干渣浓度为5～30％的悬浮料浆后投入反应器，加入浓度为10～30％的盐酸，并开启搅拌，在加热温度为45～90℃条件下溶解，经过40～90min反应，待可溶性废渣全部溶解后，过滤以去除少量不溶性残渣。把滤液投入反应器中，缓慢加入浓度为10～50％氢氟酸，15～30％的纯碱或浓度为15～27％的NaCl溶液，在反应温度为20℃～95℃条件下反应2～3.5h，得冰晶石料浆，冰晶石料浆经盘式真空过滤或离心过滤、洗涤、干燥得冰晶石产品。过滤冰晶石料浆产生的酸性母液可回用于含铝碱性废渣的溶解。

本发明提供的采用碱性铝渣为原料来制备冰晶石的方法，既可解决废弃碱渣的堆放问题，同时可变废为宝，产生经济效益。本发明方法生产的冰晶石可达到国家一级品的要求，生产工艺与传统生产工艺相比，其优点是原料价格低廉，来源丰富，生产成本低而经济效益可观，生产过程基本无废渣产生，生产中的母液可以闭路循环使用。

附图说明

图1为本发明制备工艺流程。

具体实施方式

实例1：

取100kg干渣(或相当于100kg干渣的湿渣量，干渣中铝含量为25％)，加入500kg水，湿磨成40目以下，把经过磨细后的料浆投入溶解槽，加入20％的盐酸400kg，边搅拌边加热至85℃，溶解45min。过滤去除不溶性杂质。滤液投入反应器中，在搅拌条件下缓慢加入20％氢氟酸500kg，26％的NaCl溶液700kg，反应温度为30℃，时间为3.5h，反应完成后用离心机过滤并洗涤，产品在120℃经干燥后，得冰晶石产品174kg。

实施例2：