烧碱法生产液体铝酸钠的工艺研究

张小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

烧碱法生产液体铝酸钠的工艺研究

张小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454191）

将颗粒状（为了混料均匀，如果选用片状的氢氧化钠，需要粉碎后进入配料工段使用）氢氧化钠与铝钒土按一定比例混合均匀，经450～500℃煅烧0.5 h，再经溶解、过滤、洗涤、精制得到合格液体铝酸钠。本工艺采用低温煅烧，常压溶解的方法生产液体铝酸钠，具有生产工艺简单，易于操作，设备简单，损耗低，减少环境污染等特点，并且避免了液体烧碱法生产铝酸钠时的炉内粘接现象；采用自制高效脱硅剂对铝酸钠进行脱硅，可得到高质量的铝酸钠。经精制后的低硅铝酸钠可以进入结晶工序制得氢氧化铝，或用于“氢氟酸—铝酸钠法”和“氟硅酸钠法生产冰晶石”工艺的生产原料，具有较强的环境效益和经济效益。

固体氢氧化钠；铝钒土；铝酸钠

液体铝酸钠主要用于结晶氢氧化铝，或用于“氢氟酸—铝酸钠法”、“氟硅酸钠法生产冰晶石”工艺的主要原料，对于液体铝酸钠的分解机理和分解动力学研究，文献多有报道，而对于生产液体铝酸钠的工艺研究详细报道还很少。本工艺以固体烧碱和铝矾土为原料，采用低温煅烧，常压溶解的方法生产液体铝酸钠，具有生产工艺简单，易于操作，设备简单的特点。并且采用自制高效脱硅剂对铝酸钠进行脱硅，可得到高质量的液体铝酸钠。

1 原料

氢氧化钠，采用GB 209-2006标准优等品；铝钒土，采用YB/T5057-93标准优等品；石灰，采用HG/T 2504-1993标准优等品；碳酸钠，采用 GB 210-92标准优等品。

2 工艺流程

根据化验分析氢氧化钠和铝钒土成分含量，进行配料，在固体混料器中按配比混合均匀，在马弗炉内450～500℃煅烧0.5 h，生成杂质成分含量较高的固体铝酸钠，再经溶解、沉降分离洗涤、精制得低硅铝酸钠。

2.1 铝土矿粉制备

选用优质铝土矿（Al2O3＞70%，SiO2＜10%，AlSi＞10），用颚式破碎机或锤式破碎机破碎后，经雷蒙磨磨细，过180目筛，取样化验Al2O3、SiO2含量，混匀后存于粉矿仓备用。

2.2 活性石灰制备

选用优质碳酸钙矿石，经粗破碎后于窑中在温度1 000～1 200℃煅烧1 h，经雷蒙磨磨细，过100目筛，取样化验石灰活性，混匀后储存备用。

2.3 固体铝酸钠制备

根据化验分析矿石粉成分含量，进行配料计算，设定铝矿粉、石灰、固体氢氧化钠计量称的流量，同时将铝矿粉、石灰、固体氢氧化钠加入到混料器中，混合均匀，用无轴螺旋输送入内热式反应炉中，物料在从常温到500℃之间反应0.5 h，再在500℃时反应0.5 h，生成含杂质成分含量较高的固体铝酸钠（Al2O3＞48%，Na2O＞32%）。

2.4 铝酸钠的溶解

将固体铝酸钠送入溶解槽中用赤泥洗液（即2#上清液Al2O350 g/L，αk1.5）溶解3 h，溶出浆液送沉降槽进行液体铝酸钠和固体杂质的分离。

2.5 沉降分离及洗涤

溶出料浆在1#沉降槽（保温95℃）中沉降分离，上清液（Al2O3100g/L，SiO20.4～0.5g/L，αk1.40）进入粗液槽，1#底流渣在底流槽中用3#上清液（95℃）搅拌洗涤，用泵打入2#沉降槽。

洗涤料浆在2#沉降槽（保温95℃）中沉降分离，上清液（Al2O350 g/L，αk1.5）去溶出槽，2#底流渣用转鼓过滤机所过滤的滤液（Al2O315g/L，αk1.5）搅拌洗涤，用泵打入3#沉降槽。

洗涤料浆在3#沉降槽（保温95℃）中沉降分离，上清液（Al2O315 g/L，αk1.5）进入1#底流槽，3#底流渣用热水（95℃）搅拌洗涤，经转鼓过滤机过滤，渣弃之（可用于中和酸性废渣后作为生产水泥的原料），滤液用泵打入2#底流槽进行残渣洗涤。

2.6 添加剂的制备

①在石灰乳制备槽中按一定配比配制石灰乳备用（注意：石灰乳要充分搅拌成乳状）；②在纯碱制备槽中按一定配比配制纯碱溶液备用；③在脱硅剂合成槽（50～80℃）中按计算的比例加入铝酸钠溶液；④纯碱溶液和铝酸钠溶液分别预热后，将纯碱溶液和石灰乳依次加入合成槽中，充分搅拌并于50～80℃恒温1 h，过滤得渣即为高效脱硅剂，液体进成品铝酸钠槽。

2.7 粗铝酸钠的精制

在粗液精制槽中加入一定量添加剂，对粗铝酸钠溶液进行精制，恒温80～100℃，搅拌1 h，经过滤除去固体杂质，得成品铝酸钠，固体杂质返回溶出槽。成品铝酸钠溶液存于储槽中（保温85℃，Al2O3100 g/L，SiO2＜0.15g/L，αk1.40～1.80）。

工艺流程方框图见图1。

图1 工艺流程图

3 设备及成本

①原料固体氢氧化钠、石灰、铝钒土粉及半成品固体铝酸钠和洗液在进行输送、储存时均为碱性，可使用普通碳钢材质的料仓、输送设备及储存设备。②固体氢氧化钠与铝钒土粉的料浆在450～500℃反应，反应温度偏低，可以在普通碳钢内热式反应炉内进行。③经考察试验，采用耙式搅拌器即可满足溶出液的沉降分离，低功率的耙式搅拌器在电解铝行业已经广泛使用，技术成熟，电能消耗低，环境污染小。因此采用低功率的耙式搅拌器沉降洗涤液体铝酸钠具有可行性。

每生产一吨100 g/L Al2O3的液体铝酸钠的主要原材料消耗见下页表1。

4 产品分析及结论

液体铝酸钠分析结果见下页表2。

表1 原材料消耗表

本工艺采用固体氢氧化钠与铝钒土粉为原料，经配料后，反应在450～500℃进行，远低于纯碱和铝钒土生产工艺中的1 200℃以上的反应温度，具有工艺操作简单、设备损耗低、能耗低、减轻环保压力的特点，并且生产的液体铝酸钠硅含量低，能满足氢氧化铝产品质量要求和“氢氟酸—铝酸钠法”和“氟硅酸钠法”工艺冰晶石生产的需要。

Study on Production Process of Caustic Soda Manufacturing Sodium Aluminate Solution

ZHANG Xiao-xia
（Do-fluoride Chemicals Co.Ltd.，Jiaozuo 454191，China）

The granular sodium hydroxide and alumina clay are well-mixed according to certain ration，then calcining about half an hour at 450～500℃，the sodium aluminate in liquid are obtained after dissolving，washing and refining.The technology has the advantages such as simple process，easy to operation，simple device，low loss，reduce enviromental et al，also avoids the adhesion phenomena in furnace of sodium aluminate production by liquid caustic soda method.High quality sodium can obtained by the process which use high efficient desiliconization agent to remove silion from solium hydroxide.The refined sodium aluminate of low concentration silicon can made into aluminum hydroxide by the crystal process，or for the raw materials of prodution，incluing hydroflucoric acid-sodium aluminate method and production of cryolife from sodium fluosilicate method，has more enviromental benefits and economic benefits.

sodium hydroxide；bauxite；sodium aluminate

表2 产品质量分析结果

TQ133.1

A

1003-3467（2010）13-0037-02

2010-03-10

张小霞（1973-），女，工程师，从事氟化盐研究工作，电话：13839168771。