[发明专利]利用氟化铝、氢氧化铝生产中的废弃物合成冰晶石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冰晶石合成领域，尤其涉及一种利用氟化铝、氢氧化铝生产中的废弃物合成冰晶石的方法。

背景技术

在市场竞争日益激烈的今天，节能降耗，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的节约型生产工艺，实现循环经济“减量化、再利用、资源化”的三大原则已经成为世界工业生产的主旋律。在干法氟化铝生产中，氢氧化铝和氟化氢在流化床内反应，所产生的水蒸气随冷凝气体排出，经过各级收尘后进行大气冷凝处理，水蒸气、四氟化硅气体、部分没反应完的氟化氢气体和收尘器处理残余的氟化铝、氢氧化铝微粒冷却形成大气冷凝液，再经过处理后直接外排(常规的大气冷凝液沉淀处理流程见图1)，而大气冷凝液中有效的氟、铝成分未能得到有效利用，并且污染了环境。中国专利文献CN1962450A中公开一种“氟化铝生产系统尾气冷凝液两段式回收氟化铝系统及工艺”，但其对氟、铝的回收利用仍然不是很充分。

在氢氧化铝生产过程中，铝土矿和石灰中带有大量的碳酸根离子，经溶出反应进入系统，在母液蒸发工序被析出，形成碳碱，大量的碳碱苛化需要投入大量的石灰进行苛化处理(固体碳碱处理流程如图2所示)，工艺繁琐，经济效益不显著(销售价格很低，只有纯碳碱的5％)。而且析出的碳碱里面还含有大量的铝酸钠和氢氧化钠，也没有被充分利用，甚为可惜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用氟化铝、氢氧化铝生产中的废弃物合成冰晶石的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

利用氢氧化铝生产中废碳碱中的Al₂O₃、Na₂O和氟化铝生产中的废弃大气冷凝液中的HF、AlF₃，在常温常压下合成冰晶石，主要的化学反应方程式如下：

Na₂O·Al₂O₃+2Na₂CO₃+12HF→2Na₃AlF₆↓(冰晶石)+6H₂O+CO₂↑

Na₂O·Al₂O₃+4NaOH+12HF→2Na₃AlF₆↓(冰晶石)+6H₂O

Al(OH)₃+3NaOH+6HF→Na₃AlF₆↓(冰晶石)+6H₂O

AlF₃+3NaOH+3HF→Na₃AlF₆↓(冰晶石)+3H₂O

2AlF₃+3Na₂CO₃+6HF→2Na₃AlF₆↓(冰晶石)+3H₂O+3CO₂↑

一种利用氟化铝、氢氧化铝生产中的废弃物合成冰晶石的方法，包括以下步骤：

(1)冷凝液收集处理收集干法氟化铝生产过程中所产生的含有HF、AlF₃的大气冷凝液，将其引至沉降槽进行沉降处理，底流送至废水处理系统，溢流引至冰晶石合成槽；

(2)碳碱溶液调配收集氢氧化铝生产过程中所形成的固体碳碱，将其溶入60～80℃的热水中，调配成碱度为110～140g/L的碳碱溶液，再经沉降槽沉降分离，溢流引至冰晶石合成槽，底流送至废水处理系统；

(3)反应合成在常温常压下，将上述所得冷凝液、碳碱溶液以7.0～9.0∶1的体积比引入冰晶石合成槽，搅拌合成反应进行20～40分钟；

(4)终点陈化反应终点时溶液的HF酸度控制在1.5～4g/L，并陈化20～40分钟，得冰晶石料浆；

(5)过滤过滤冰晶石料浆得冰晶石滤饼，滤液引至废水处理系统。

所述步骤(5)中所得冰晶石滤饼送至冰晶石生产系统做种子或在150～300℃下烘干得冰晶石成品。

在所述步骤(2)中，碳碱溶液的碱度调节为115～125g/L。

在所述步骤(3)中，冷凝液、碳碱溶液以7.5～8.5∶1的体积比引入冰晶石合成槽。

在所述步骤(4)中，反应终点时溶液的HF酸度控制在2～3g/L。

本发明具有积极有益的效果：