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一种拟薄石产品的低成本制备方法及其产品

阅读:2发布:2023-02-11

专利汇可以提供一种拟薄石产品的低成本制备方法及其产品专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种拟薄 水 铝 石产品的低成本制备方法及其产品,所述方法包括如下步骤:以铬 铁 矿和/或废铝基催化剂经 碳 酸钠 焙烧 和/或 碱 浸后得到的碱性溶液为原料,将所述原料深度过滤以除去难溶性颗粒,得到碱性精脱液;中和沉淀反应得到羟基铝;成胶得到拟薄水铝石胶体;干燥后得到拟薄水铝石粉体。本发明充分利用了铝资源;过滤性能优于现行的氢 氧 化铝,同时减少了 钒 、钼、铬等高附加值金属的夹带;主要生产费来自于现有中和除铝过程必须的 费用 ,成本大幅度降低,属于低成本生产方法;且可直接生产高比表面、大孔容等特种拟薄水铝石。,下面是一种拟薄石产品的低成本制备方法及其产品专利的具体信息内容。

1.一种拟薄石产品的低成本制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)以铬矿和/或废铝基催化剂经酸钠焙烧和/或浸后得到的碱性溶液为原料,将所述原料深度过滤以除去难溶性颗粒,得到碱性精脱液;
(2)步骤(1)所得碱性精脱液经中和沉淀反应得到羟基铝;
(3)步骤(2)所得羟基铝经成胶得到拟薄水铝石胶体;
(4)任选地,步骤(3)所得拟薄水铝石胶体经干燥后得到拟薄水铝石粉体。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述深度过滤包括精密过滤、板框过滤和带式过滤中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,步骤(1)所得原料中含有NaAlO2;
优选地,步骤(1)所得碱性精脱液中不溶物的含量小于0.01wt%。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)进行所述中和沉淀反应通过向步骤(1)所得碱性精脱液中加入酸实现;
优选地,所述酸包括硫酸和/或硫酸氢钠中和母液;
优选地,所述中和沉淀反应过程中辅以搅拌;
优选地,所述酸中硫酸的含量为10~98wt%;
优选地,所述中和沉淀反应的时间为5~240min,优选5~120min。
4.如权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述中和沉淀反应的同时加入添加剂;
优选地,所述添加剂包括乳化剂OP-10、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷、十二烷基磺酸钠、酸钠和硅酸中的任意1种或至少2种的组合,优选乳化剂OP-10、聚乙二醇400、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇20000、硅酸钠和聚乙烯吡咯烷酮中的任意1种或至少2种的组合。
5.如权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所得羟基铝中Cr6+和Mo6+各自独立地为0.01wt%以下。
6.如权利要求1~5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述成胶的温度为20~200℃,优选40~100℃;
优选地,所述成胶的过程中加入脱附剂的水溶液;
优选地,所述脱附剂包括水、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸、盐酸硝酸、醇、氢化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸磷酸、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸铵中的任意1种或至少2种的组合,优选醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、钠盐和铵盐中的任意1种或者至少2种的组合;
优选地,所述成胶的过程中羟基铝与脱附剂的水溶液的质量比为2~20:1,优选3~15:
1;
优选地,所述成胶的时间为30~720min,优选60~480min;
优选地,步骤(3)所得成胶后还包括洗涤;
优选地,所述洗涤用的洗涤剂包括软化水、蒸馏水和去离子水中的任意1种或至少2种的组合;
优选地,所述洗涤的方式包括板框在线洗涤;
优选地,所述拟薄水铝石胶体中可溶性钠离子的含量小于0.1wt%。
7.如权利要求1~6任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述干燥在闪蒸干燥器中进行;
优选地,所述干燥的过程中加入还原剂;
优选地,所述还原剂包括水合肼、抗坏血酸、尿素溶液、氢气和一氧化碳中的任意1种或至少2种的组合,优选抗坏血酸和/或尿素。
8.如权利要求1~7任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述干燥后还包括:
将不同批次所得干燥的拟薄水铝石粉体进行拼混;
优选地,所述拼混的量为1~20吨/次,优选3~100吨/次。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述拼混的时间为30~240分钟/次,优选30~180分钟/次。
10.如权利要求1~9任一项所述的制备方法制备的拟薄水铝石产品,其特征在于,所述拟薄水铝石产品包括拟薄水铝石胶体和/或拟薄水铝石粉体。

说明书全文

一种拟薄石产品的低成本制备方法及其产品

技术领域

[0001] 本发明涉及矿物及二次资源综合利用领域,具体涉及一种拟薄水铝石产品的低成本制备方法及其产品。

背景技术

[0002] 铬矿作为生产铬盐的主要原料,含有40~50%Cr2O3、30~40%Fe2O3、8~15%Al2O3、8~12%MgO、0.5~3%V2O5、0.5~3%SiO2。目前国内外主流的铬盐生产工艺为以铬铁矿、酸钠为原料进行高温钠化焙烧浸后得到熟料,铬铁矿中Fe、Mg等碱性氧化物以不溶组分进入渣相,Cr、Al、V分别形成Na2CrO4,NaAlO2,NaVO3可溶性组分进入浸出液。该溶液体系的处理方法是:现有工艺经过中和、洗涤、过滤后产生铝泥。以Al(OH)3为主要成分,每生产1吨重铬酸钠约产生200kgAl(OH)3(干基),含有一定量的Cr6+,经过水洗涤后,可使Al(OH)3中的Cr6+含量降低到0.5%以下。对于铝泥处理,国内目前的方法之一是经过还原脱Cr6+后,采用铝冶金工艺中溶出-种分生产Al(OH)3产品,方法之二是炼制棕刚玉,方法之三是生产铝铬粉。上述方法虽然从一定程度上解决了渣的问题,但因为成本高昂、工艺复杂、危险废弃物转运困难等问题大大限制了含铬铝泥渣的彻底解决。
[0003] 作为有色金属重要的二次资源,废铝基催化剂主要为铝基镍钴、镍钴钼和钴钼类催化剂由基体Al2O3及活性组份组成,广泛应用于化肥、脱硝、石油加氢脱硫等工业中。催化剂在长期使用后,其活性组份镍、钴、钼、等金属受到各种杂质的污染而失去活性,成为废催化剂。其主要成分为:Al2O324~85%,Ni1.1~1.4%,Co1.1~11.8%,MoO10~15%,K2O+Na2O 0.1~0.25%,SiO20.2~2.0%以及微量CaO、Fe2O3和V2O5。
[0004] 铝基废催化剂处理方法主要有酸/碱溶(熔)法、干式挥发法、熔炼捕集法、等离子熔炼法等。碱溶法做为常用的处理方法,如CN1305537A“通过碱浸法从废催化剂中回收钼和钒金属的方法”、CN1321782A“从废触媒中湿法提取钒和/或钼的工艺”等,大致包括为除油、钠化焙烧或碱浸、孰料浸出、中和除铝、法沉钒、结晶钼酸盐,镍钴渣后处理等步骤。例如将废催化剂除油与碳酸钠混合后在1000℃左右熔融焙烧,其中Al、Mo、V转为NaAlO2、Na2MoO4、NaVO3,与少量Si、Na、K等经过水浸出后进入溶液,镍、钴、铁等在渣中,初步实现分离。浸出液中加入硫酸调整pH为7左右中和反应析出Al(OH)3,进一步酸化后加入铵盐沉淀得到偏钒酸铵,母液浓缩结晶得到钼酸钠,镍钴渣进一步处理。
[0005] 无论是铬铁矿还是废铝基催化剂,采用纯碱混合高温焙烧或碱浸后浸出液都得到NaAlO2与其他高价态离子(Na2MoO4、NaVO3、Na2CrO4)等的混合溶液,都是进一步加入硫酸等调整pH至中性中和除铝得到Al(OH)3,具有过滤难、夹带其他有价金属多的缺点。
[0006] 拟薄水铝石,是一种无毒、无味的白色胶体(湿品)或粉末(干品),因具有晶相纯度高、胶溶性能好、粘结性强、触变性凝胶等特点,可作为催化剂、粘结剂、干燥剂及其载体的原料,可应用于石油化工、氮肥、环保、医药、耐火材料等行业,是一种使用最为广泛的催化剂及其载体原料。
[0007] 拟薄水铝石生产方法按原料不同,分为碱法、酸法和醇铝法。碱法主要为碳化法,采用偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,经过胶化、老化、分离、洗涤、干燥等步骤。酸法一般以硫酸铝等铝盐为原料,加入氢氧化钠等可溶性碱生成羟基铝,经后处理得到拟薄水铝石。醇铝法是金属铝和正戊醇等为原料,经水解生成拟薄水铝石。目前我国多采用碱法生产拟薄水铝石产品。

发明内容

[0008] 针对现有技术中存在的问题,本发明的目的之一是提供一种矿物及二次资源中如铬铁矿中铝组分、废铝基催化剂综合利用过程中铝组份等铝资源低成本高效利用方法。所述方法在铬铁矿或废铝基催化剂焙烧或碱浸后碱性溶液体系下合成羟基铝,经后处理脱除Cr(VI)、V(V)、Mo(VI)杂质并耦合成胶后得到拟薄水铝石产品。
[0009] 为达此目的,本发明采用如下技术方案:
[0010] 第一方面,本发明提供了一种拟薄水铝石产品的低成本制备方法,所述方法包括如下步骤:
[0011] (1)以铬铁矿和/或废铝基催化剂经碳酸钠焙烧和/或碱浸后得到的碱性溶液为原料,将所述原料深度过滤以除去难溶性颗粒,得到碱性精脱液;
[0012] (2)步骤(1)所得碱性精脱液经中和沉淀反应得到羟基铝;
[0013] (3)步骤(2)所得羟基铝经成胶得到拟薄水铝石胶体;
[0014] (4)任选地,步骤(3)所得拟薄水铝石胶体经干燥后得到拟薄水铝石粉体。
[0015] 所述“碱性溶液”,指铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸过程产生的含有Na2CrO4、NaAlO2、NaVO3、H2O和微量Si、Fe、As、Se组分和难溶性细微铁渣的溶液;或者指废铝基催化剂碳酸钠焙烧或碱浸过程产生的Na2MoO4、NaAlO2、NaVO3、H2O和微量Si、Fe组分和难溶性细微镍钴黑渣的溶液。
[0016] 在本发明中,本领域技术人员应该明了,碱性溶液体系下,在铁渣或者镍钴黑渣和碱性溶液已经过带式过滤、板框过滤后,但碱性溶液中仍然存在少量难溶性细微渣,本领域中一般认为后续拟薄水铝石中杂质多来自可溶的铁离子、镍离子或钴离子,对肉眼不可见的微纳米级别的难溶性细微渣极易忽略,本发明针对这一点,通过进一步引入深度过滤脱除上述细微渣,有效控制后续拟薄水铝石产品中铁和其他杂质含量,降低其产生的副作用
[0017] 优选地,步骤(1)所述深度过滤包括精密过滤、板框过滤和带式过滤中的任意一种或至少两种的组合。
[0018] 优选地,步骤(1)所得原料中含有NaAlO2,例如Na2CrO4的含量为100~350g/L,NaAlO2的含量为1~35g/L,NaVO3的含量为0.3~3.5g/L,Na2SiO3的含量为0.01~0.5g/L,Fe3+的含量为0.001~0.3g/L,Se和As的含量小于0.01g/L,不溶物的含量小于0.5wt%。
[0019] 优选地,步骤(1)所得碱性精脱液中不溶物的含量小于0.01wt%。
[0020] 优选地,步骤(2)进行所述中和沉淀反应通过向步骤(1)所得碱性精脱液中加入酸实现。
[0021] 优选地,所述酸包括硫酸和/或硫酸氢钠中和母液。所述硫酸氢钠中和母液即含有硫酸和硫酸氢钠的溶液,由生产后工序循环而来,以硫酸含量作为计算依据。
[0022] 优选地,所述中和沉淀反应过程中辅以搅拌。
[0023] 优选地,所述酸中硫酸的含量为10~98wt%,例如10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、
80wt%、85wt%、90wt%、95wt%或98wt%等。
[0024] 优选地,所述中和沉淀反应的时间为5~240min,例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、80min、100min、120min、150min、
180min、200min、220min、230min或240min等,优选5~120min。
[0025] 优选地,步骤(2)所述中和沉淀反应的同时加入添加剂。
[0026] 优选地,所述添加剂包括乳化剂OP-10、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷、十二烷基磺酸钠、酸钠和硅酸中的任意1种或至少2种的组合,其中,典型但非限制性的组合为:OP-10与聚乙二醇的组合,十二烷基苯磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮的组合,十二烷基磺酸钠和硅酸钠的组合,硅酸钾与十二烷基苯磺酸钠的组合;优选乳化剂OP-10、聚乙二醇400、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇20000、硅酸钠和聚乙烯吡咯烷酮中的任意1种或至少2种的组合。
[0027] 碱性精脱液体系下,加入硫酸或者中和母液,不会产生除了铝化合物以外的沉淀物。本发明在沉淀合成羟基铝过程中,通过选择添加剂、与反应温度、时间配合来控制拟薄水铝石的织构性质的形成。本发明添加剂实现了对羟基铝结晶度、比表面、孔容等织构性质的调控。
[0028] 步骤(3)所得羟基铝中Cr6+和Mo6+各自独立地为0.01wt%以下。
[0029] 步骤(3)所述成胶的温度为20~200℃,例如20℃、40℃、50℃、80℃、100℃、120℃、150℃、180℃或200℃等,优选40~100℃。
[0030] 优选地,所述成胶的过程中加入脱附剂。
[0031] 优选地,所述脱附剂包括氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、硫酸、盐酸硝酸、醇、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸磷酸、聚丙烯酸钠和聚丙烯酸铵中的任意1种或至少2种的组合;其中醇包括甲醇、乙醇、正丁醇和正己醇中的任意1种或者至少2种的组合,其中典型但非限制性的脱附剂组合为:氨水与碳酸铵的组合,硫酸与盐酸的组合,氢氧化钠和碳酸氢钠的组合,聚丙烯酸钠和丙烯酸铵的组合,优选醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、钠盐和铵盐中的任意1种或者至少2种的组合。
[0032] 优选地,所述成胶的过程中固液比为2~20:1,优选3~15:1。
[0033] 优选地,所述成胶的时间为30~720min,例如30min、45min、60min、90min、100min、150min、180min、200min、250min、300min、350min、400min、450min、500min、550min、600min、
650min、700min或720min等,优选60~480min。
[0034] 现有技术中的脱附和成胶是互相独立的,本发明通过选择脱附剂、温度、液固比、搅拌、时间等实现了Cr(VI)、V(V)、Mo(VI)高效脱除和成胶过程的耦合,不仅脱除了危害杂质,而且提高了拟薄水铝石的胶溶指数,最终提高了产品的理化性能,解决了已有技术二者不能兼顾的矛盾。
[0035] 优选地,步骤(3)所得成胶后还包括洗涤。
[0036] 优选地,所述洗涤用的洗涤剂包括软化水、蒸馏水和去离子水中的任意1种或至少2种的组合,其中典型但非限制性的组合为:软化水与蒸馏水的组合,软化水与去离子水的组合,去离子水与蒸馏水的组合。
[0037] 优选地,所述洗涤的方式包括板框在线洗涤。
[0038] 优选地,所述拟薄水铝石胶体中可溶性钠离子的含量小于0.1wt%。
[0039] 在本发明中,本领域技术人员应该明了,采用板框、带式、盘式等各种过滤设备、搅拌罐浆化、板框等过滤机在线洗涤等皆可实现拟薄水铝石与脱附溶液的分离和可溶性离子的脱除。本领域技术人员也可以根据实际情况,采用其他分离和洗涤设备。但是不管采用何种分离、洗涤设备,皆以固液分离和钠等可溶性离子深度脱除为目标。
[0040] 优选地,步骤(4)所述干燥在闪蒸干燥器中进行。
[0041] 优选地,所述干燥的过程中加入还原剂。
[0042] 在本发明中,采用干燥工序加入微量还原剂将拟薄水铝石水中六价铬、六价钼转化为三价铬或四价钼,产品中六价铬、六价钼含量小于1mg/kg,达到环保标准。
[0043] 在本发明中,本领域技术人员应该明了,产品中含有六价铬是不允许的。本发明通过采用固液气还原的方法,容易将拟薄水铝石水中六价铬转化为三价铬。
[0044] 优选地,所述还原剂包括水合肼、抗坏血酸、尿素溶液、氢气和一氧化碳中的任意1种或至少2种的组合,其中典型但非限制性的组合为:水合肼与抗坏血酸的组合,尿素溶液与水合肼的组合,氢气与一氧化碳的组合,优选抗坏血酸和/或尿素。
[0045] 固液气还原过程中还原剂的加入方式根据其状态进行选择,例如,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入水合肼、抗坏血酸、尿素溶液或干燥过程中加入氢气、一氧化碳等。
[0046] 优选地,步骤(4)所述干燥后还包括:将不同批次所得干燥的拟薄水铝石粉体进行拼混。
[0047] 铬铁矿、废铝基催化剂中铝含量差异、工艺运行不稳定等导致碱性液中铝、硅、铁、钒、钼等杂质含量波动较大,进而影响拟薄水铝石产品品质,在本发明中,采用拼混工序控制不同的拼混时间和拼混量确保产品质量稳定、均一性。
[0048] 优选地,所述拼混的量为1~20吨/次,例如1吨/次、2吨/次、3吨/次、4吨/次、5吨/次、6吨/次、8吨/次、10吨/次、12吨/次、15吨/次、18吨/次或20吨/次等,优选3~100吨/次。
[0049] 优选地,所述拼混的时间为30~240分钟/次,例如30分钟/次、45分钟/次、60分钟/次、75分钟/次、90分钟/次、105分钟/次、130分钟/次、160分钟/次、180分钟/次、200分钟/次、220分钟/次或240分钟/次等,优选30~180分钟/次。
[0050] 第二方面,本发明提供了如第一方面所述的制备方法制备的拟薄水铝石产品,所述拟薄水铝石产品包括拟薄水铝石胶体和/或拟薄水铝石粉体。
[0051] 与现有技术方案相比,本发明至少具有如下有益效果:
[0052] (1)本发明采用铬铁矿或废铝基催化剂碳酸钠焙烧或碱浸过程产生的碱性液体系中直接生产拟薄水铝石产品,充分利用了铝资源;
[0053] (2)本发明采用碱性液生产拟薄水铝石产品过程中过滤性能优于现行的氢氧化铝,同时减少了钒、钼、铬等高附加值金属的夹带;
[0054] (3)本发明生产的拟薄水铝石产品主要生产费来自于现有中和除铝过程必须的费用,成本大幅度降低,属于低成本生产方法;
[0055] (4)本发明可直接生产高比表面、大孔容等特种拟薄水铝石。

具体实施方式

[0056] 为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
[0057] 实施例1
[0058] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4350g/L、NaAlO235g/L、NaVO33.5g/L、Na2SiO30.5g/L、Fe3+0.3g/L、Se和As等小于0.01g/L,铁渣不溶物小于0.1%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0059] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入硫酸氢钠中和母液,并同时加入0.4%的聚乙二醇400、0.1%十二烷基磺酸钠,保持温度恒定在120℃,反应时间180分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入软化水将滤饼中Cr6+洗涤至0.01%以下;
[0060] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵混合溶液,保持温度150℃,液固比在5:1,反应时间720分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0061] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.2%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入1%的抗坏血酸溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混240分钟、单次拼混量为8吨后得到拟薄水铝石产品。
[0062] 对比例1-1
[0063] 与实施例1的区别仅在于:省去步骤1)中的精密过滤。
[0064] 如表1、表2所示,对比例1相较于实施例1省去精密过滤,则薄水铝石产品中Fe、Cr含量远大于实施例1,说明精密过滤有效控制后续拟薄水铝石产品中铁和其他杂质含量,降低其产生的副作用。
[0065] 实施例2
[0066] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4100g/L、NaAlO21g/L、NaVO30.3g/L、Na2SiO30.01g/L、Fe3+0.001g/L、Se和As等小于0.01g/L,铁渣不溶物小于0.3%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0067] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入98%硫酸,并同时加入0.1%的乳化剂OP-10和0.1%的聚乙二醇400,保持温度恒定在100℃,反应时间60min,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入软化水将滤饼中Cr6+洗涤至0.05%以下;
[0068] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入氨水、碳酸铵和聚丙烯酸铵混合溶液,保持温度150℃,液固比在20:1,反应时间480分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0069] 4)拟薄水铝石滤饼采用软化水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.05%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入1%的抗坏血酸溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混180分钟、单次拼混量为10吨后得到拟薄水铝石产品。
[0070] 对比例2-1
[0071] 与实施例2的区别仅在于:省去步骤2)中的0.1%的乳化剂OP-10和0.1%的聚乙二醇400,则拟薄水铝石产品比表面下降40%,孔容降低到0.2cm3/g以下。
[0072] 对比例2-2
[0073] 与实施例2的区别仅在于:将步骤2)中的0.1%的乳化剂OP-10和0.1%的聚乙二醇400替换为现有工艺所用的CO2,则合成不了羟基铝物相,进而得不到拟薄水铝石产品。
[0074] 如表1、表2所示,对照实施例2与对比例2-1、对比例2-2的产品指标可知,本发明的添加剂的选择不是常规选择,本发明通过选择添加剂得到了结晶度、比表面或孔容合适的产品。
[0075] 对比例2-3
[0076] 与实施例2的区别仅在于:步骤3)固液比替换为30:1。
[0077] 对比例2-3与实施例2可得到相似的拟薄水铝石产品。但脱附后液中钒含量由1g/L降低到0.7g/L,不利于后续回收利用
[0078] 实施例3
[0079] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4100g/L、NaAlO240g/L、NaVO32g/L、Na2SiO30.1g/L、Fe3+0.01g/L、Se和As等小于0.005g/L,铁渣不溶物小于0.5%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0080] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入92.5%硫酸,并同时加入0.2%的十二烷基苯磺酸钠和0.1%聚乙二醇,保持温度恒定在20℃,反应时间5分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入蒸馏水将滤饼中Cr6+洗涤至0.05%以下;
[0081] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入硫酸、盐酸、硝酸等混合溶液,保持温度200℃,液固比在2:1,反应时间30分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0082] 4)拟薄水铝石滤饼采用蒸馏水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.05%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入5%的水合肼溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混240分钟、单次拼混量为20吨后得到拟薄水铝石产品。
[0083] 对比例3-1
[0084] 与实施例3的区别仅在于:步骤3)固液比替换为1:1,则脱Cr(VI)、V(V)率降低30%。
[0085] 对比例3-2
[0086] 与实施例3的区别仅在于:步骤3)反应温度替换为260℃,虽然可以达到效果,但脱附反应器需要耐更高压,成本大幅度增加。
[0087] 对比例3-3
[0088] 与实施例3的区别仅在于:步骤3)脱附剂替换为H2SO4或HNO3,虽可脱去一部分Cr6+、V5+,但产品胶溶指数仅为40%。
[0089] 实施例4
[0090] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4350g/L、NaAlO240g/L、NaVO32.5g/L、Na2SiO30.2g/L、Fe3+0.06g/L、Se和As等小于0.04g/L,铁渣不溶物小于0.4%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0091] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入硫酸氢钠中和母液,并同时加入2%的聚乙烯吡咯烷酮和0.3%的硅酸钠,保持温度恒定在20℃,反应时间5分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Cr6+洗涤至0.05%以下;
[0092] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入甲醇、乙醇等混合溶液,保持温度200℃,液固比在8:1,反应时间240分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0093] 4)拟薄水铝石滤饼采用软化水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入5%的尿素溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混240分钟、单次拼混量为10吨后得到拟薄水铝石产品。
[0094] 实施例5
[0095] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4300g/L、NaAlO220g/L、NaVO31.5g/L、Na2SiO30.05g/L、Fe3+0.03g/L、Se和As等小于0.01g/L,铁渣不溶物小于0.3%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0096] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入硫酸氢钠中和母液,并同时加入0.5%的十二烷基苯磺酸钠和0.1%硅酸钠,保持温度恒定在200℃,反应时间240分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Cr6+洗涤至0.01%以下;
[0097] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入正丁醇、正己醇混合溶液,保持温度180℃,液固比在7:1,反应时间240分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0098] 4)拟薄水铝石滤饼采用蒸馏水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.3%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在干燥过程中通入氢气,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混120分钟、单次拼混量为6吨后得到拟薄水铝石产品。
[0099] 实施例6
[0100] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4250g/L、NaAlO28g/L、NaVO30.8g/L、Na2SiO30.15g/L、Fe3+0.04g/L、Se和As等小于0.02g/L,铁渣不溶物小于0.3%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0101] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入50%硫酸,并同时加入0.6%的聚乙烯吡咯烷酮和0.2%硅酸钾,保持温度恒定在120℃,反应时间180分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入软化水将滤饼中Cr6+洗涤至0.01%以下;
[0102] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入正己醇、氢氧化钠混合溶液,保持温度20℃,液固比在3:1,反应时间60分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0103] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在干燥过程中通入一氧化碳,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混240分钟、单次拼混量为5吨后得到拟薄水铝石产品。
[0104] 对比例6-1
[0105] 与实施例6的区别仅在于:步骤3)反应温度替换为10℃,Cr(VI)、V(V)脱除率降低45%。
[0106] 如表1、表2所示,对照实施例2与对比例2-3,同时对照实施例3与对比例3-1、对比例3-2、对比例3-3,再对照实施例6与对比例6-1的产品指标可知,本发明中脱附温度、固液比和脱附剂之间存在协同作用,替换或改变其中一种工艺参数将导致脱除或成成胶不能有效耦合。
[0107] 实施例7
[0108] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4280g/3+
L、NaAlO225g/L、NaVO3 1.4/L、Na2SiO30.08g/L、Fe 0.07g/L、Se和As等小于0.03g/L,铁渣不溶物小于0.5%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0109] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入10%硫酸,保持温度恒定在100℃,反应时间240分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟6+
基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入蒸馏水将滤饼中Cr 洗涤至0.02%以下;
[0110] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入碳酸氢钠、碳酸钠混合溶液,保持温度20℃,液固比在3:1,反应时间60分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0111] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.05%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入1%的抗坏血酸溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混30分钟、单次拼混量为5吨后得到拟薄水铝石产品。
[0112] 实施例8
[0113] 1)铬铁矿碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:Na2CrO4300g/L、NaAlO220g/L、NaVO3 1.5g/L、Na2SiO30.05g/L、Fe3+0.03g/L、Se和As等小于0.01g/L,铁渣不溶物小于0.1%。碱性液经精密过滤器过滤后,铁渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0114] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入硫酸氢钠中和母液,并同时加入0.5%的聚乙二醇20000、0.1%的硅酸钾,保持温度恒定在200℃,反应时间240分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Cr6+洗涤至0.02%以下;
[0115] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加入醋酸、磷酸混合溶液,保持温度200℃,液固比在15:1,反应时间480分钟,脱除Cr(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0116] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入1%水合肼溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混120分钟、单次拼混量为15吨后得到拟薄水铝石产品。
[0117] 实施例9
[0118] 1)铝基废催化剂碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:NaAlO2250g/L、Na2MoO4 15g/L、NaVO3 15g/L、Na2SiO35g/L,镍钴黑渣不溶物小于0.4%。碱性液经精密过滤器过滤后,镍钴黑渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0119] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入10%硫酸溶液,并同时加入1%的聚乙烯吡咯烷酮和0.2%的硅酸钠,保持温度恒定在20℃,反应时间5分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Mo6+洗涤至0.05%以下;
[0120] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加碳酸钠、乙醇等混合溶液,保持温度120℃,液固比在10:1,反应时间240分钟,脱除Mo(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0121] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入0.5%的水合肼溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混30分钟、单次拼混量为5吨后得到拟薄水铝石产品。
[0122] 实施例10
[0123] 1)铝基废催化剂碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:NaAlO250g/L、Na2MoO4 1g/L、NaVO3 1g/L、Na2SiO3 0.1g/L,镍钴黑渣不溶物小于0.4%。碱性液经精密过滤器过滤后,镍钴黑渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0124] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入92.5%硫酸溶液,保持温度恒定在60℃,反应时间60分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Mo6+洗涤至0.01%以下;
[0125] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加碳酸钠、乙醇等混合溶液,保持温度150℃,液固比在10:1,反应时间240分钟,脱除Mo(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0126] 4)拟薄水铝石滤饼采用软化水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入5%的水合肼溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混120分钟、单次拼混量为5吨后得到拟薄水铝石产品。
[0127] 实施例11
[0128] 1)铝基废催化剂碳酸钠焙烧或碱浸、带式过滤、板框过滤后碱性液成分为:NaAlO2 100g/L、Na2MoO46g/L、NaVO3 7g/L、Na2SiO32.5g/L,镍钴黑渣不溶物小于0.4%。碱性液经精密过滤器过滤后,镍钴黑渣不溶物小于0.01%,得到碱性精脱液;
[0129] 2)碱性精脱液送入中和罐,开动搅拌,在搅拌状态下,中和加入50%硫酸溶液,并同时加入0.2%的聚乙二醇20000和0.2%的硅酸钾,保持温度恒定在80℃,反应时间50分钟,得到羟基铝和中和液的悬浮体系,经过板框过滤后到羟基铝滤饼,并采用板框在线洗涤方式,加入去离子水将滤饼中Mo6+洗涤至0.01%以下;
[0130] 3)洗涤后羟基铝滤饼送入脱附罐,在搅拌状态下,加醋酸、乙醇等混合溶液,保持温度120℃,液固比在10:1,反应时间240分钟,脱除Mo(VI)、V(V),并耦合成胶过程形成拟薄水铝石与脱附液的混合溶液,经过板框过滤后得到拟薄水铝石滤饼;
[0131] 4)拟薄水铝石滤饼采用去离子水等经板框在线洗涤深度脱除可溶性钠离子至小于0.1%,拟薄水铝石滤饼通过螺旋送入闪蒸干燥器中干燥,在螺旋输送过程中通入0.1%的抗坏血酸溶液,干燥后得到拟薄水铝石粉体,送入料仓,进一步拼混30分钟、单次拼混量为5吨后得到拟薄水铝石产品。
[0132] 表1为各实施例与对比例所得拟薄水铝石产品的化学成分,表2为各实施例拟薄水铝石产品的物理指标。
[0133] 表1
[0134]
[0135]
[0136] 表2
[0137]
[0138]
[0139] 申请声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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