我国硫酸铝生产技术及发展趋势

1、我国硫酸铝生产技术及开展趋势 我国硫酸铝生产技术及开展趋势 摘 要：综述了硫酸铝生产技术、除铁技术及节能技术，指出开发新技术、新工艺、新材料，并使其工业化，是硫酸铝行业今后的研究和开展方向。 关键词：硫酸铝 生产技术 除铁 节能 硫酸铝是无机盐根本品种之一，主要用于造纸和净水工业，就其生产规模而言，在我国仅次于芒硝、硅酸钠居于第三位。鉴于硫酸铝生产工艺成熟定型，有关该方面的报道近年来不多，在此仅将硫酸铝的生产方法及最新进展作以简要论述。 一、硫酸铝生产技术 目前工业硫酸铝产品按性状一般分为液体硫酸铝和固体硫酸铝，生产工艺也按此分类。 1.液体硫酸铝的生产工艺简介 液体硫酸铝的生产工艺主要有两种

2、：氢氧化铝法和铝土矿酸浸取法。 氢氧化铝法【1】：氢氧化铝和硫酸在加热条件下反响即得到液体硫酸铝。该方法生产过程简单，不需要高温高压等苛刻条件和沉降、除铁等过程，相对能耗较低，而且生产的液体硫酸铝品质纯洁，性能优良。缺点是本钱高，价格贵。 铝土矿酸浸取法【2】：铝土矿生产液体硫酸铝的过程相对较复杂，首先需要将铝土矿粉碎到适宜的粒度，在压力反响釜中和工业硫酸在加压、加热的条件下，经过几个小时的酸解，使铝土矿中的铝转移到酸解液中，生成硫酸铝溶液，进而生产出硫酸铝产品。铝土矿法生产的硫酸铝产品杂质含量较高，但是原料易得，虽然增加了许多工序，本钱仍然较低，因此较廉价。 2.固体硫酸铝的生产工艺简介 2

3、.1 铝矾土硫酸常压浸取 Dorr法【3】 常压浸取Dorr法硫酸铝生产流程为将铝土矿磨细至80%过200目，送入料仓，将98%的硫酸打入高位槽，二者以化学计量首先连续进入1号反响器。1号反响器，2号反响器，3号反响器串连，内衬铅并用蒸汽加热。在近沸点温度下反响，并以此进入2号反响器，3号反响器，使反响趋于完全。由反响器中出来的混合物送入几个串联逆流操作的增稠器中，除去不溶残渣，同时得到充分洗涤，澄清后的硫酸铝液进出蒸发器进行浓缩，然后冷却结晶。 2.2铝土矿硫酸加压反响法【1】 将铝土矿粉碎至60目，在反响器内与55%60%的硫酸在加压条件下反响68h，粗制反响液经沉降别离、蒸发浓缩、澄清液

4、加酸中和或至微碱性，然后冷却制片状或冷却凝固后进行粉碎、筛分，制得硫酸铝产品。国内目前多采用此法。 2.3 硫酸分解氢氧化铝法【1】 氢氧化铝与硫酸反响，反响液经沉降、浓缩，再冷却固化，经破碎筛分，制得硫酸铝成品。该方法同制备液体硫酸铝一样，由于氢氧化铝的价格较贵，很少采用。 此外还有一些厂家将废物资源综合利用，化废为宝，生产硫酸铝，例如高岭土法【4】，以铝锭下脚料、废硫酸洗液等为原料生产硫酸铝16，为硫酸铝生产提供了新的方法，也为研究者提供一种新思路。 二、除铁工艺 1.重结晶法除铁【5】 重结晶法除铁是一个比拟好的方法，其根本原理为：在较高温度下，用硫酸酸化含铁为约0.45%的工业硫酸铝成

5、饱和溶液，其后冷却到一定温度使其结晶，在不别离晶体的情况下再加热到一定温度，此时晶体局部溶解，在此状态下恒温一定时间，目的是使晶体中的杂质充分溶出。然后将含有晶体的溶液再次冷却到过饱和状态，形成重结晶晶种，根据需要重复这一过程数次，便得到含铁小于0.04%的硫酸铝晶体。 2.有机溶剂萃取法【6】 该方法工艺流程，硫酸铝溶液经过H2O2氧化后，参加含20%N1923的260#磺化煤油溶液萃取除铁，该溶剂对铝不萃取，经过四级逆流萃取，所得水相即为几乎不含铁的硫酸铝溶液，经浓缩得到精制硫酸铝。有机相参加稀硫酸即可反萃回收有机溶剂。 3.有机络合沉淀法【7】 该方法原理及工艺流程：将36.3g 40%

6、二氨基化合物参加反响瓶中，再参加15%的KOH溶液86g，冷却至1020，滴加另一化合物24.5g。滴加速度以控制温度不超过20为宜。滴加完毕，升温至4050 ，继续反响0.51.0 h即可。制得约30%的沉淀剂水溶液，此沉淀剂不必结晶别离，可直接使用。 称取100g制备好的硫酸铝，将其溶于130150 ml水中，在室温下，参加质量分数为30% 含有机络合沉淀剂46g的沉淀剂水溶液，搅拌均匀，即有棕色沉淀析出，过滤除去沉淀，母液真空浓缩、结晶得白色固体Al23，经分析，铁离子质量分数为0.003%0.007%。 三、节能技术 在硫酸铝生产本钱构成中，硫酸和蒸汽占有较大的比例，因此多年来我们的节

7、能主攻目标是降低酸、汽耗。硫酸的消耗根本稳定，已不是节能的方向，但蒸汽方面的节能却大有潜力可挖。下面简要介绍几种蒸汽节能途径【8】。 1.提高蒸汽利用率 生产硫酸铝所用的热源主要为蒸汽，蒸汽的热量由显热和潜热两局部组成，显热即为相态不变而温度降低到临界点所释放的热量，潜热和相态变化相联系，即为饱和蒸汽凝结成相同温度下的饱和水所释放的热量。以压力0.4 MPa的饱和蒸汽为例，总热焓2737 kJ /kg，其中显热为601 kJ /kg，仅占总热熔的22%，潜热为2136 kJ /kg，占总热熔的78%，其它各种压力下的饱和蒸汽中的热熔分配，大致都在这个比例上下浮动，也就是说“潜热几乎占全部热量的

8、80%。因此合理使用蒸汽较关键，蒸汽的余汽经两次或三次利用直至冷凝成水排出，提高利用率是节汽的直接方法。 2.强制进行固液别离，提高清液浓度 硫酸铝清液在30 Be，每生产1 t产品可以蒸发出水分360 kg；经过计算每蒸发出1 kg水分需用蒸汽大约1.2 kg左右，即清液浓度如果能提高5 Be，蒸汽单耗将在原来根底上降低0.43 t，因此提高浓度降低汽耗是既直观又见效快的好方法，浓度提高后，铝液粘度会增大，我们可通过强制别离的方法来到达目的。目前许多新型固液别离设备相继问世，强制对铝液进行固液别离将浓度提高510Be已变成现实。 3.蒸发方式的改良 现浓缩工序多采用单效蒸发，如果改成双效蒸发

9、或采用蒸汽喷射抽负压等新型浓缩设备【9】 ，节汽效果将较明显。 四、结论 目前，国内外硫酸铝生产技术比拟成熟，消费市场稳定，硫酸铝又是资源能耗高、附加值低的产品，为此，开发硫酸铝生产新技术、新工艺、新设备、新用途等是今后该行业开展的方向。 参考文献 【1】司徒杰生、史荣华等，化工生产流程图解，上册，化学工业出版社，1997， 242. 【2】何新秀 唐祖光等，含铝矿石生产硫酸铝的工艺J，矿物岩石，1966，16，96-99. 【3】化工生产流程图解，上册，化学工业初版社，236-237 【4】吴高安，贺小平等，高岭土生产硫酸铝的技术经济研究，湖北化工，1995，3，42-43. 【5】贺敬明 白殿涛等，工业硫酸铝重结晶法除铁J，山西化工，1989，2，21-24. 【6】沈纬，王英等，硫酸铝生产过程中的萃取法除铁J，应用化学，2002，19