[发明专利]用铝灰连续生产铝电解原料高氟氧化铝及冰晶石和水玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用铝灰连续生产铝电解原料高氟氧化铝及冰晶石和水玻璃的方法。

背景技术

中国专利CN101177292公开了一种利用铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法，它 将原铝废灰加入铝灰重量1～3倍水中搅拌均匀浸泡后过滤脱水至水分小于8％；将过滤脱水 得到的溶液进行蒸发，得到NaCl、KCl、NaF的混合晶体；将脱水后的原铝废灰加入为原铝废 灰重量2～3倍的稀盐酸溶液中充分混合，混合液的pH为5～6，将混合后的料浆加热，在80～ 100℃下搅拌3～5小时，产生NH₃和Al(OH)₃，将水解后的Al(OH)₃在800～1000℃条件下，煅烧 1～2小时，制得含氟β氧化铝。这种方法仍要将铝灰中的氧化铝重返提取氧化铝的流程，碱 耗、能耗较大且工艺流程复杂。03128411.6公开了用酸蚀铝渣和氯化钠制造冰晶石的方法， 是以酸蚀铝渣、氯化钠、氟铝酸为原料。将酸蚀铝渣水磨后，在一定的温度下与氯化钠反应 ，生成高分子比氟铝酸钠沉淀物和氯化铵溶液。经固液分离、清洗后，与氟铝酸反应，再经 干燥处理即为分子比在2.0～2.9的冰晶石产品。以上方法均是单个生产，没有实现连续生产 ，资源利用率不高，其工艺流程较复杂、能耗较大、并存在废物和废水的环境污染。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种资源利用率高、工艺流程短、操作简 单、生产过程环境友好，能耗低、工艺简单，能耗低的用铝灰连续生产铝电解原料高氟氧化 铝及冰晶石和水玻璃的方法。

本发明包括铝灰加水浸泡、过滤、滤液经蒸发浓缩后得到NaCl、KCl混合晶体；其特征 在于，还包括以下步骤：

(1)滤渣在750～950℃下焙烧15～60min；

(2)按照固液体积比1∶1～1∶10，在焙烧产物中加入0.5％～10％(体积)HF溶液，所述 HF溶液中含双氧水或亚硝酸钠饱和溶液10～40ml，或者通入14-16g/h臭氧，在100～1000 r/min的搅拌下浸泡反应30～180min；

(3)过滤：滤液经蒸发浓缩后得到的固体经干燥处理后按照现有技术生产冰晶石，蒸 发母液与NaOH反应、按照现有技术生产水玻璃；滤渣进入下面的工序；

(4)滤渣在90～110℃下干燥12小时，获得含MgF₂的高氟氧化铝。

所述焙烧的升温速度为5～10℃/min，最佳焙烧时间为15～45min。

所述浸泡反应中的双氧水、亚硝酸钠饱和溶液、臭氧为氧化剂。

所述浸泡反应中的HF溶液的最佳浓度为1％～3％，氧化剂最佳添加量为20～35ml，最佳固 液比为1∶3～1∶8，最佳搅拌速度为500～800r/min。最佳浸泡反应时间为90～120min。

本发明根据组分及其存在形态的特点，可连续生产出活性高电解槽用高氟氧化铝和冰晶 石及水玻璃；冰晶石是铝电解质的基本原料；水玻璃可出售。还解决了铝灰的环境污染问题 ，而且生产过程环境友好，能耗大大低于传统工艺，工艺流程短，操作简单。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

(1)取筛分后的铝灰50g，在70℃，150ml水中，在400r/min的搅拌下浸取130min；

(2)浸出后的溶液经压滤，滤渣进入后续工序，滤液经蒸发浓缩后得到NaCl、KCl混合 晶体；蒸发母液返回浸出工序；滤渣在850℃下焙烧15min；

(3)在焙烧产物中加入含15m氧化剂H₂O₂的0.5％(体积)HF溶液，使总体积为250ml； 在500r/min的搅拌下浸取60min；

(4)浸出后的溶液通过压滤，滤液经蒸发浓缩后得到的固体按照现有技术生产冰晶石 ；蒸发母液与NaOH反应后按照现有技术生产水玻璃；滤渣在90℃下干燥12小时，获得含 MgF₂的高氟氧化铝46.52g，其主要元素组成为：Al 45.516％，O 34.043％，F 12.738％，Cl 0.02％，Na 1.185％，K 0.427％，Si 0.37％，Mg 2.892％，Ca 1.095％。

实施例2：