CN101787433A - 一种含明矾石物料氯化焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含明矾石物料氯化焙烧方法，主要用于明矾石或含明矾石尾矿的综合利用，该方法采用氯盐做明矾石或含明矾石尾矿焙烧脱水的添加剂，在保证脱水率达到90％以上的情况下，使明矾石或含明矾石尾矿中以Al2(SO4)3形式存在的Al以AlCl3形式挥发并富集于布袋收尘或旋风收尘器中，避免了Al2(SO4)3分解产生SO2污染环境，烟气中的HCl等酸性气体用碱液吸收或直接返回焙烧，熟料经水浸出，浸出液回收K2SO4，浸出渣用常规溶出法回收Al2O3，用本发明方法处理明矾石或含明矾石尾矿具有可分别获得AlCl3、K2SO4和Al2O3产品、资源综合利用率高、对环境友好、生产成本低的优点，适于明矾石矿产企业应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种含明矾石物料氯化焙烧方法，适于明矾石矿产企业应用。
背景技术
我国明矾石矿总储量达数十亿吨，大多属钾明矾石类。国内外对明矾石的综合利用大多数着眼于提取铝、钾、硫，研究过几十种工艺，但综合起来不外乎碱法、酸法和酸碱联合法三大类。较典型的方法有还原热解法、氨碱法、卡伦尼特酸法、U·G法、硫酸铵分解法、热分解法等。目前实现工业化生产的仅有前苏联开发的“还原热解一碱法”工艺。
“还原热解一碱法”工艺首先对明矾石矿进行脱水、还原焙烧，然后再用碱液处理还原的明矾石矿，最后通过脱硅、分解和蒸发结晶得到氧化铝、硫酸钾等产品。前苏联采用硫还原剂进行工业化生产，虽产品得率较高，防腐问题较少，但其存在明矾石中可分解SO3的难以提取的问题，即在还原热解一碱法中，因为要兼顾Al2O3碱浸活性，这部分SO3不可能分解得十分彻底，所以增加了碱耗并影响到产品钾肥中硫酸钾的含量。为解决这个问题，温州化工总厂采用半水煤气作还原剂进行了中试，由于脱水率和分解率都偏低等原因导致粗钾盐的纯度偏低，碱耗较高，硫、铝、钾三元索的回收率不理想，因而经济效益差。
目前，对含明矾石物料或含明矾石尾矿中硫、铝、钾三元索的回收尚无可操作的或成熟的技术方案。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种含明矾石物料氯化焙烧方法，目的是解决焙烧脱水时含明矾石物料的脱水率与Al2(SO4)3分解、Al2O3碱浸活性之间的矛盾，既能保证脱水率＞90％，又能有效防止Al2O3的相变即从无定形向晶型转化或失去活性而无法溶出回收，同时使Al2(SO4)3形式存在的Al以AlCl3形式挥发并富集回收，避免了Al2(SO4)3分解产生SO2污染环境，从而增强经济效益和环保效益。
本发明采用如下技术方案：
一种含明矾石物料氯化焙烧方法，是在明矾石或含明矾石尾矿焙烧脱水工序时添加氯盐混合进行氯化焙烧。
所述的氯盐添加剂包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁之类可溶性氯盐中的一种或一种以上。
所述的氯盐加入量为明矾石或含明矾石尾矿重量的1～30％。
所述的氯化焙烧温度为300～900℃，氯化焙烧时间为0.5～5小时。
所述的含明矾石物料与氯盐的混合包括干式混料、氯盐溶液制团或氯盐溶液浸渍中的一种或一种以上。
以氯化钠、氯化钾、氯化钙或氯化镁等可溶性氯盐中的一种或一种以上为焙烧添加剂，按明矾石或含明矾石尾矿重量的1～30％加入备料，备料方式包括干式混料、氯盐溶液制团或氯盐溶液浸渍等中的一种或一种以上，备好的矿料在300～800℃氯化焙烧0.5～5小时。明矾石或含明矾石尾矿中以Al2(SO4)3形式存在的Al以AlCl3形式挥发并富集于布袋收尘或旋风收尘器中，烟气中的HCl等酸性气体用碱液吸收或直接返回焙烧，熟料经水浸出，浸出液回收K2SO4，浸出渣用常规溶出法回收Al2O3。
发生的化学反应主要包括：
2KAl3(SO4)2(OH)6→K2SO4+Al2(SO4)3+Al2O3+6H2O
SiO2+H2O+2MCl(M＝Na、K)→M2SiO3+2HCl
SiO2+H2O+M’Cl2(M’＝Ca、Mg)→M’SiO3+2HCl
6KAl3(SO4)2(OH)6+18MCl(M＝Na、K)→3K2SO4+9M2SO4+6Al2O3+6AlCl3+18H2O
2KAl3(SO4)2(OH)6+3M’Cl2(M’＝Ca、Mg)→K2SO4+3MSO4+2Al2O3+2AlCl3+6H2O
本发明处理明矾石或含明矾石尾矿可综合利用铝、钾、硫，分别获得AlCl3、K2SO4和Al2O3产品，资源综合利用率高，且具有对环境友好、生产成本低、经济效益高的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步地详细描述。
一种含明矾石物料氯化焙烧方法，是在明矾石或含明矾石尾矿焙烧脱水工序时添加氯盐混合进行氯化焙烧。
所述的氯盐添加剂包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁之类可溶性氯盐中的一种或一种以上。
所述的氯盐加入量为明矾石或含明矾石尾矿重量的1～30％。
所述的氯化焙烧温度为300～900℃，氯化焙烧时间为0.5～5小时。
所述的含明矾石物料与氯盐的混合包括干式混料、氯盐溶液制团或氯盐溶液浸渍中的一种或一种以上。
实施例1：
称取500g含明矾石尾矿，加入工业氯化钾50g，充分混匀，放入马弗炉，焙烧温度600℃，焙烧5小时，焙烧过程中回收、称重挥发的AlCl3，烟气中的HCl等酸性气体用碱液吸收，焙烧熟料经水浸出，浸出液蒸发、结晶回收K2SO4，浸出渣用常规溶出法回收Al2O3。分析结果表明，含明矾石尾矿脱水率达到93.3％，Al2(SO4)3转化成AlCl3的转化率为86.4％，K2SO4的回收率为168.9％(由于反应过程中生产了新的K2SO4)，常规拜耳溶出时，Al2O3相对溶出率为74.2％。
实施例2：
称取500g含明矾石尾矿，加入150ml含氯为180.7g/L的工业卤水制团，卤水中含有氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁等多种可溶性氯盐。团矿晾干后放入马弗炉300℃焙烧5小时，焙烧过程中回收、称重挥发的AlCl3，烟气中的HCl等酸性气体用碱液吸取。焙烧熟料经水浸出，浸出液蒸发、结晶回收K2SO4，浸出渣用常规溶出法回收Al2O3。分析结果表明，含明矾石尾矿脱水率达到90.1％，Al2(SO4)3转化成AlCl3的转化率为91.3％，K2SO4的回收率为128.3％(由于反应过程中生产了新的K2SO4)，常规拜耳溶出时，Al2O3相对溶出率为81.4％。
实施例3：
称取500g含明矾石尾矿，加入工业氯化钙150g，充分混匀，放入马弗炉900℃焙烧0.5小时，焙烧过程中回收、称重挥发的AlCl3，烟气中的HCl等酸性气体直接返回焙烧。焙烧熟料经水浸出，浸出液蒸发、结晶回收K2SO4，浸出渣用常规溶出法回收Al2O3。分析结果表明，含明矾石尾矿脱水率达到94.1％，Al2(SO4)3转化成AlCl3的转化率为76.4％，K2SO4的回收率为91.9％，常规拜耳溶出时，Al2O3相对溶出率为64.2％。
Claims (5)
1.一种含明矾石物料氯化焙烧方法，其特征在于在明矾石或含明矾石尾矿焙烧脱水工序时添加氯盐混合进行氯化焙烧。
2.根据权利要求1所述的含明矾石物料氯化焙烧方法，其特征是所述的氯盐添加剂包括氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁之类可溶性氯盐中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的含明矾石物料氯化焙烧方法，其特征是所述的氯盐加入量为明矾石或含明矾石尾矿重量的1～30％。
4.根据权利要求1所述的含明矾石物料氯化焙烧方法，其特征是所述的含明矾石物料与氯盐的混合包括干式混料、氯盐溶液制团或氯盐溶液浸渍中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1或4所述的含明矾石物料氯化焙烧方法，其特征是所述的含明矾石物料与氯盐的混合氯化焙烧温度为300～900℃，氯化焙烧时间为0.5～5小时。
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Open date: 20100728 |