[发明专利]一种对铝酸钠溶液进行除铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除铁方法，特别是涉及一种对铝酸钠溶液进行除铁的方法。

背景技术

目前，氧化铝国家标准中冶金级氧化铝一级品要求Fe₂O₃≤0.02％，而某些特殊用途的化学品氧化铝要求铁含量更低。然而，工业来源的铝酸钠溶液中含有少量的铁，这些铁在后续生产中会进入氧化铝产品中，从而影响产品的质量指标与产品白度。随着电解铝工业和化学品氧化铝产业的发展，尤其是生产高纯氧化铝产品和沸石类产品时，产品的纯度和白度很难达到质量要求，因此对氧化铝中铁含量的控制要求越来越高，而铝酸钠溶液中的铁成为了影响产品质量的关键因素，必须对铝酸钠溶液进行除铁。

为了降低铝酸钠溶液中杂质铁的含量，国内外对铝酸钠溶液除铁这一课题进行了广泛的研究，并且提出了多种除铁方法。例如，公开号为CN101391790A的中国专利公开了一种铝酸钠溶液的除铁方法，将粒状或柱状活性炭加入到铝酸钠溶液中于55～65℃下进行搅拌除铁，然后再用活性炭床层过滤进行深度除铁，该方法操作相对复杂，并且除铁率仅为60～80％。公告号为CN 102976381B的中国专利公开了一种铝酸钠溶液除硫和铁的方法，向铝酸钠溶液中加入铁基添加剂，在温度为30～130℃下反应10～600min后固液分离，然而其除铁后的铝酸钠溶液中氧化铁的含量大多为10～30mg/L，除铁效果有限。公告号为CN 102923745B的中国专利公开了一种铝酸钠溶液脱除硅和铁的方法，首先通入CO₂气体对铝酸钠溶液进行预处理，使溶液的pH值保持在13～14，然后加入氧化钙和EDTA进行加压脱杂深度脱除硅和铁，尽管净化后溶液中铁的浓度低于0.1mg/L，然而该方法成本和能耗均较高，不利于实际应用。

发明内容

本发明提供一种对铝酸钠溶液进行除铁的方法，用于解决现有技术中的除铁方法成本高、操作复杂、除铁效果有限等技术缺陷。

本发明提供一种对铝酸钠溶液进行除铁的方法，向铝酸钠溶液中加入活性硅酸钙，然后固液分离，得到除铁铝酸钠溶液；其中，所述活性硅酸钙的粒径＜40μm，孔径为2～50nm，比表面积为150～200m²/g。

本发明所使用的活性硅酸钙可以通过现有技术制备得到，例如采用公开号为CN 102249253A专利中的方法制备得到。具体地，所述活性硅酸钙可以是通过如下方法制备得到的：

将高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液进行脱硅反应，然后固液分离得到脱硅液；

将所述脱硅液与石灰乳进行反应，然后过滤、脱碱、洗涤，得到活性硅酸钙。

进一步地，所述高铝粉煤灰与氢氧化钠溶液的质量比为1：(0.2～0.8)，优选为1：(0.2～0.4)；所述氢氧化钠溶液的质量百分含量为10～30％，优选为15～20％；所述脱硅反应的温度为70～135℃，优选为90～110℃；反应时间为0.5～4h，优选为2～4h。

在本发明中，所述活性硅酸钙的加入量可以为每升铝酸钠溶液加入活性硅酸钙3～30g，进一步为8～20g。

在一实施方式中，可以向铝酸钠溶液中加入活性硅酸钙并搅拌20～240min，例如30～180min。特别是，可以控制所述搅拌的速度为100～500r/min。

本发明对所述除铁的温度无严格控制，例如可以向铝酸钠溶液中加入活性硅酸钙并控制体系温度为60～90℃，该温度范围既可以加快除铁速度，也不会产生较高的能耗或需要额外增加设备。

此外，本发明对所述铝酸钠溶液的来源不作严格限制，所述铝酸钠溶液可以为工业烧结法铝酸钠溶液、工业拜耳法铝酸钠溶液或工业氧化铝或氢氧化铝经碱溶解所得溶液。

在一实施方式中，所述铝酸钠溶液为工业烧结法铝酸钠溶液，该铝酸钠溶液的组成根据其制备工艺而确定，例如铝酸钠溶液中氧化铝的含量可以为80～120g/L；氧化铁的含量可以为8～20mg/L；苛性比可以为1.2～1.3等。

在本发明中，所述除铁铝酸钠溶液中氧化铁的含量＜2mg/L。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明采用的除铁剂活性硅酸钙廉价易得，其性能稳定、安全无毒，在除铁过程中不会产生二次离子污染，并且除铁效果好；此外，除铁后的活性硅酸钙无需进行任何处理即可用作填料、造纸、保温材料等原料，并且不会对其后续使用效果造成任何不利影响。

2、本发明的除铁方法不仅操作简便，而且工艺成本较低，除铁后的铝酸钠溶液中氧化铁的含量＜2mg/L，除铁率可达80％以上，具有较大的推广应用价值。