1.本發(fā)明涉及硫酸鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝。

背景技術(shù)：

2.硫酸鋁作為一種無機(jī)鹽產(chǎn)品，其在工業(yè)上的應(yīng)用非常廣泛，主要用作造紙工業(yè)的施膠劑及飲用水凈化、工業(yè)用水凈化、工業(yè)廢水處理中的絮凝劑，另外還可應(yīng)用于凈化脂肪和油類、藥物化妝品、滅火劑、鞣革以及生產(chǎn)各種復(fù)式鋁鹽等。

3.目前，其生產(chǎn)工藝大多是：將鋁礦石粉碎成顆粒，置于一反應(yīng)釜中，加入一定濃度的硫酸，攪拌數(shù)小時，使其充分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；將反應(yīng)所得的固液混合物實施降溫、稀釋，經(jīng)輸送管道，送入沉降池中；為防止該固液混合物結(jié)晶在沉降池中而無法清除，需要在沉降池中加入大量的常溫水，并使用空壓機(jī)將水持續(xù)翻騰，這樣，使得該固液混合物的濃度、溫度得以降低；沉降數(shù)日，待固液分離后，將液體輸出，即得到一定濃度的液態(tài)硫酸鋁；再將液態(tài)硫酸鋁輸送至蒸發(fā)器中，經(jīng)加熱蒸發(fā)掉多余水分后，將其輸送結(jié)晶鋼帶上，經(jīng)過風(fēng)冷、冷水降溫，即可制得固態(tài)硫酸鋁。

4.現(xiàn)有技術(shù)方案存在如下缺陷：生產(chǎn)液態(tài)硫酸鋁時，反應(yīng)釜中排放出的固液混合物在沉降池中的沉降時間一般為1～2天，方得到一部分硫酸鋁溶液；而且因其中的固體物內(nèi)尚含有大量的硫酸鋁，必須進(jìn)行再次甚至多次沖洗而取得其中余留的硫酸鋁，因此工期漫長，純度較低，生產(chǎn)效率低下，導(dǎo)致產(chǎn)品成本較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的在于提供一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

6.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，包括以下步驟：

7.步驟一：將鋁土礦研磨活化處理，得到鋁土顆粒；

8.步驟二：將通過步驟一得到的鋁土顆粒放入到反應(yīng)釜a中，向反應(yīng)釜a中加入氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，通過泵將固液混合物泵入到過濾裝置中，通過過濾裝置將偏鋁酸鈉溶液和殘渣進(jìn)行過濾，得到偏鋁酸鈉溶液；

9.步驟三：將通過步驟二得到的偏鋁酸鈉溶液濃縮后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到偏鋁酸鈉晶體；

10.步驟四：將通過步驟三得到的偏鋁酸鈉晶體放入到反應(yīng)釜b中，并向反應(yīng)釜b中加入水，將偏鋁酸鈉攪拌溶解，攪拌溶解過程中對反應(yīng)釜b進(jìn)行加熱，在此過程中，向水中通入二氧化碳?xì)怏w，持續(xù)攪拌加熱，直至不再析出氫氧化鋁沉淀物；

11.步驟五：將通過步驟五得到的氫氧化鋁沉淀物進(jìn)行蒸發(fā)得到氫氧化鋁固態(tài)物；

12.步驟六：將氫氧化鋁固態(tài)物放入到反應(yīng)裝置中，并且向反應(yīng)裝置中加入硫酸，通過中和反應(yīng)后的到硫酸鋁溶液，將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸發(fā)后的硫酸鋁溶液輸送至結(jié)晶

鋼帶上，經(jīng)風(fēng)吹、水冷即可得到固體硫酸鋁。

13.更進(jìn)一步的，所述步驟一中，鋁土顆粒的目數(shù)為50-100。

14.更進(jìn)一步的，所述步驟二中，氫氧化鈉的濃度為0.5-1mol/l，鋁土顆粒與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為100:850-1000，加熱時間為2-3h，加熱溫度為50-60攝氏度。

15.更進(jìn)一步的，所述步驟三中，蒸發(fā)溫度為120-140攝氏度。

16.更進(jìn)一步的，所述步驟四中，偏鋁酸鈉晶體與水的質(zhì)量比為100:1000-1500，攪拌時間為3-5h，加熱溫度為45-55攝氏度，二氧化碳的通入量為500-800ml/min。

17.更進(jìn)一步的，所述步驟六中，硫酸的濃度為8-10mol/l，氫氧化鋁固態(tài)物與硫酸的質(zhì)量比為100:200-800，反應(yīng)裝置中的壓力為0.1-0.3mpa，攪拌時間為3-4h，蒸發(fā)溫度為110-140攝氏度。

18.更進(jìn)一步的，所述反應(yīng)裝置包括工作臺、控制器、壓力傳感器和溫度傳感器，工作臺的頂端放置有底罐，底罐的頂端固定有頂罐，底罐罐體上開設(shè)有空腔，空腔內(nèi)壁固定有多個加熱環(huán)，工作臺的頂端設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)包括活動塊，活動塊的底部設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，活動塊的底端通過連接柱固定有頂蓋，頂蓋的底端固定有彈性墊，頂蓋和彈性墊上連接有氣管，氣管的管體上連接有氣泵。

19.更進(jìn)一步的，所述升降機(jī)構(gòu)還包括與工作臺頂端相固定的立柱，立柱的一側(cè)開設(shè)有矩形槽，矩形槽的槽壁之間滾動連接有絲桿，絲桿與活動塊適配，工作臺的頂端固定有第一電機(jī)，第一電機(jī)的輸出端與絲桿的端部相固定。

20.更進(jìn)一步的，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括與活動塊底端滾動連接的轉(zhuǎn)軸，活動塊的頂端固定有第二電機(jī)，第二電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)軸的端部相固定，轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置在頂蓋和彈性墊的中部，轉(zhuǎn)軸的軸體上固定有多組攪拌桿，一組攪拌桿的端部固定有刮擦機(jī)構(gòu)。

21.更進(jìn)一步的，所述刮擦機(jī)構(gòu)包括與攪拌桿端部相固定的刮板，刮板的側(cè)面固定有多個與底罐內(nèi)壁相接觸的刷毛。

22.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23.硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，通過氫氧化鈉的添加，得到偏鋁酸鈉溶液，然后通過偏鋁酸鈉易溶于水的特性得到氫氧化鋁，最后通過氫氧化鋁與硫酸之間強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中和反應(yīng)快速得到硫酸鋁，該過程可以有效的提高硫酸鋁的純度及降低了生產(chǎn)時間，并且得到的液態(tài)硫酸鋁中含有少量水分，在蒸發(fā)過程中，節(jié)省了大量熱能，降低了生產(chǎn)成本及提高了生產(chǎn)效率，另外，在中和反應(yīng)中通過對壓力和蒸發(fā)溫度的有效控制，可以對硫酸鋁的生產(chǎn)效率進(jìn)行有效的提升。

附圖說明

24.圖1為本發(fā)明的反應(yīng)裝置的細(xì)節(jié)圖；

25.圖2為本發(fā)明的底罐和頂罐的半剖圖。

26.圖中：1、工作臺；201、底罐；202、頂罐；203、頂蓋；204、彈性墊；205、空腔；301、立柱；302、絲桿；303、第一電機(jī)；304、活動塊；401、轉(zhuǎn)軸；402、第二電機(jī)；403、攪拌桿；501、刮板；502、刷毛；601、氣管；602、氣泵；7、控制器；9、加熱環(huán)；10、連接柱。

具體實施方式

27.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

28.需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件所必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

29.此外，應(yīng)當(dāng)理解，為了便于描述，附圖中所示出的各個部件的尺寸并不按照實際的比例關(guān)系繪制，例如某些層的厚度或?qū)挾瓤梢韵鄬τ谄渌麑佑兴浯蟆?br />
30.應(yīng)注意的是，相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義或說明，則在隨后的附圖的說明中將不需要再對其進(jìn)行進(jìn)一步的具體討論和描述。

31.本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，包括以下步驟：

32.步驟一：將鋁土礦研磨活化處理，得到鋁土顆粒，鋁土顆粒的目數(shù)為50-100；

33.步驟二：將通過步驟一得到的鋁土顆粒放入到反應(yīng)釜a中，向反應(yīng)釜a中加入氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，通過泵將固液混合物泵入到過濾裝置中，通過過濾裝置將偏鋁酸鈉溶液和殘渣進(jìn)行過濾，得到偏鋁酸鈉溶液，氫氧化鈉的濃度為0.5-1mol/l，鋁土顆粒與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為100:850-1000，加熱時間為2-3h，加熱溫度為50-60攝氏度；

34.步驟三：將通過步驟二得到的偏鋁酸鈉溶液濃縮后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到偏鋁酸鈉晶體，蒸發(fā)溫度為120-140攝氏度；

35.步驟四：將通過步驟三得到的偏鋁酸鈉晶體放入到反應(yīng)釜b中，并向反應(yīng)釜b中加入水，將偏鋁酸鈉攪拌溶解，攪拌溶解過程中對反應(yīng)釜b進(jìn)行加熱，在此過程中，向水中通入二氧化碳?xì)怏w，持續(xù)攪拌加熱，直至不再析出氫氧化鋁沉淀物，偏鋁酸鈉晶體與水的質(zhì)量比為100:1000-1500，攪拌時間為3-5h，加熱溫度為45-55攝氏度，二氧化碳的通入量為500-800ml/min；

36.步驟五：將通過步驟五得到的氫氧化鋁沉淀物進(jìn)行蒸發(fā)得到氫氧化鋁固態(tài)物；

37.步驟六：將氫氧化鋁固態(tài)物放入到反應(yīng)裝置中，并且向反應(yīng)裝置中加入硫酸，通過中和反應(yīng)后的到硫酸鋁溶液，將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸發(fā)后的硫酸鋁溶液輸送至結(jié)晶鋼帶上，經(jīng)風(fēng)吹、水冷即可得到固體硫酸鋁，硫酸的濃度為8-10mol/l，氫氧化鋁固態(tài)物與硫酸的質(zhì)量比為100:200-800，反應(yīng)裝置中的壓力為0.1-0.3mpa，攪拌時間為3-4h，蒸發(fā)溫度為110-140攝氏度。

38.為了使氫氧化鋁固態(tài)物與硫酸可以得到較好的中和，加快硫酸鋁生產(chǎn)，如圖1和圖2所示，反應(yīng)裝置包括工作臺1、控制器7、壓力傳感器和溫度傳感器，在工作臺1的頂端放置有底罐201，在底罐201的頂端固定有頂罐202，底罐201和頂罐202的固定方式為螺接，這樣的設(shè)置方便了對頂罐202進(jìn)行開啟，從而方便對底罐201內(nèi)壁進(jìn)行清理，能了解的是，壓力傳感器和溫度傳感器分別固定在底罐201的內(nèi)壁上，在底罐201罐體上開設(shè)有空腔205，在空腔205內(nèi)壁固定有多個加熱環(huán)9，加熱環(huán)9優(yōu)選為紫銅材料制成，在工作臺1的頂端設(shè)置有升降

機(jī)構(gòu)，其中，升降機(jī)構(gòu)包括活動塊304，在活動塊304的底部設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，活動塊304的底端通過連接柱10固定有頂蓋203，并且頂蓋203的底端固定有彈性墊204，彈性墊204優(yōu)選為橡膠墊，橡膠墊的設(shè)置是增加了底罐201與頂蓋203之間的密封性，減少在加工過程中底罐201內(nèi)部的壓力流失，在頂蓋203和彈性墊204上連接有氣管601，在氣管601的管體上連接有氣泵602，氣泵602和氣管601的設(shè)置保證底罐201內(nèi)部處于一個穩(wěn)定的壓力環(huán)境下。

39.能知道的是，控制器與穩(wěn)定傳感器、壓力傳感器、氣泵602及加熱環(huán)9電性連接。

40.為實現(xiàn)底罐201與頂蓋203之間的快速開啟，方便該裝置的使用，如圖1所示，升降機(jī)構(gòu)還包括與工作臺1頂端相固定的立柱301，在立柱301的一側(cè)開設(shè)有矩形槽，矩形槽的槽壁之間滾動連接有絲桿302，并且絲桿302與活動塊304適配，在工作臺1的頂端固定有第一電機(jī)303，由于伺服電機(jī)可控制速度，位置精度較為準(zhǔn)確，在本實施例中，由于頂蓋203的升降距離一定，故第一電機(jī)303優(yōu)選為伺服電機(jī)，并且第一電機(jī)303的輸出端與絲桿302的端部相固定。

41.為加快中和速度，如圖1所示，攪拌機(jī)構(gòu)包括與活動塊304底端滾動連接的轉(zhuǎn)軸401，在活動塊304的頂端固定有第二電機(jī)402，并且第二電機(jī)402的輸出端與轉(zhuǎn)軸401的端部相固定，能知道的是，轉(zhuǎn)軸401活動設(shè)置在頂蓋203和彈性墊204的中部，通過控制器可以控制氣泵對底罐201內(nèi)部進(jìn)行實時加壓，故轉(zhuǎn)軸401活動設(shè)置不會對底罐201內(nèi)部的壓力控制產(chǎn)生影響(或者壓力位于允許的范圍內(nèi))，在轉(zhuǎn)軸401的軸體上固定有多組攪拌桿403，在本實施例中，攪拌桿403設(shè)置為三組，其中一組攪拌桿403的端部固定有刮擦機(jī)構(gòu)。

42.為防止部分析出的絮凝物掛壁，增加了產(chǎn)量，如圖1所示，刮擦機(jī)構(gòu)包括與攪拌桿403端部相固定的刮板501，刮板501的側(cè)面固定有多個與底罐201內(nèi)壁相接觸的刷毛502，這樣，在攪拌過程中，刷毛502可以對底罐201內(nèi)部進(jìn)行刮擦。

43.能知道的是，在進(jìn)行中和反應(yīng)時，頂罐202和頂蓋203是關(guān)閉的，蒸發(fā)時頂罐202和頂蓋203是開啟的。

44.盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：將鋁土礦研磨活化處理，得到鋁土顆粒；步驟二：將通過步驟一得到的鋁土顆粒放入到反應(yīng)釜a中，向反應(yīng)釜a中加入氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，通過泵將固液混合物泵入到過濾裝置中，通過過濾裝置將偏鋁酸鈉溶液和殘渣進(jìn)行過濾，得到偏鋁酸鈉溶液；步驟三：將通過步驟二得到的偏鋁酸鈉溶液濃縮后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，得到偏鋁酸鈉晶體；步驟四：將通過步驟三得到的偏鋁酸鈉晶體放入到反應(yīng)釜b中，并向反應(yīng)釜b中加入水，將偏鋁酸鈉攪拌溶解，攪拌溶解過程中對反應(yīng)釜b進(jìn)行加熱，在此過程中，向水中通入二氧化碳?xì)怏w，持續(xù)攪拌加熱，直至不再析出氫氧化鋁沉淀物；步驟五：將通過步驟五得到的氫氧化鋁沉淀物進(jìn)行蒸發(fā)得到氫氧化鋁固態(tài)物；步驟六：將氫氧化鋁固態(tài)物放入到反應(yīng)裝置中，并且向反應(yīng)裝置中加入硫酸，通過中和反應(yīng)后的到硫酸鋁溶液，將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)，將蒸發(fā)后的硫酸鋁溶液輸送至結(jié)晶鋼帶上，經(jīng)風(fēng)吹、水冷即可得到固體硫酸鋁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述步驟一中，鋁土顆粒的目數(shù)為50-100。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述步驟二中，氫氧化鈉的濃度為0.5-1mol/l，鋁土顆粒與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為100:850-1000，加熱時間為2-3h，加熱溫度為50-60攝氏度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述步驟三中，蒸發(fā)溫度為120-140攝氏度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述步驟四中，偏鋁酸鈉晶體與水的質(zhì)量比為100:1000-1500，攪拌時間為3-5h，加熱溫度為45-55攝氏度，二氧化碳的通入量為500-800ml/min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述步驟六中，硫酸的濃度為8-10mol/l，氫氧化鋁固態(tài)物與硫酸的質(zhì)量比為100:200-800，反應(yīng)裝置中的壓力為0.1-0.3mpa，攪拌時間為3-4h，蒸發(fā)溫度為110-140攝氏度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述反應(yīng)裝置包括工作臺(1)、控制器(7)、壓力傳感器和溫度傳感器，工作臺(1)的頂端放置有底罐(201)，底罐(201)的頂端固定有頂罐(202)，底罐(201)罐體上開設(shè)有空腔(205)，空腔(205)內(nèi)壁固定有多個加熱環(huán)(9)，工作臺(1)的頂端設(shè)置有升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)包括活動塊(304)，活動塊(304)的底部設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，活動塊(304)的底端通過連接柱(10)固定有頂蓋(203)，頂蓋(203)的底端固定有彈性墊(204)，頂蓋(203)和彈性墊(204)上連接有氣管(601)，氣管(601)的管體上連接有氣泵(602)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述升降機(jī)構(gòu)還包括與工作臺(1)頂端相固定的立柱(301)，立柱(301)的一側(cè)開設(shè)有矩形槽，矩形槽的槽壁之間滾動連接有絲桿(302)，絲桿(302)與活動塊(304)適配，工作臺(1)的頂端固定有第一電機(jī)(303)，第一電機(jī)(303)的輸出端與絲桿(302)的端部相固定。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述攪拌機(jī)構(gòu)包括與活動塊(304)底端滾動連接的轉(zhuǎn)軸(401)，活動塊(304)的頂端固定有第二電機(jī)(402)，第二

電機(jī)(402)的輸出端與轉(zhuǎn)軸(401)的端部相固定，轉(zhuǎn)軸(401)活動設(shè)置在頂蓋(203)和彈性墊(204)的中部，轉(zhuǎn)軸(401)的軸體上固定有多組攪拌桿(403)，一組攪拌桿(403)的端部固定有刮擦機(jī)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，其特征在于：所述刮擦機(jī)構(gòu)包括與攪拌桿(403)端部相固定的刮板(501)，刮板(501)的側(cè)面固定有多個與底罐(201)內(nèi)壁相接觸的刷毛(502)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種硫酸鋁生產(chǎn)制備工藝，涉及硫酸鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：步驟一：將鋁土礦研磨活化處理，得到鋁土顆粒；步驟二：將通過步驟一得到的鋁土顆粒放入到反應(yīng)釜a中，向反應(yīng)釜a中加入氫氧化鈉溶液，加熱一段時間后，通過泵將固液混合物泵入到過濾裝置中，通過過濾裝置將偏鋁酸鈉溶液和殘渣進(jìn)行過濾，得到偏鋁酸鈉溶液。本發(fā)明通過氫氧化鈉的添加，得到偏鋁酸鈉溶液，然后通過偏鋁酸鈉易溶于水的特性得到氫氧化鋁，最后通過氫氧化鋁與硫酸之間強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中和反應(yīng)快速得到硫酸鋁，該過程可以有效的提高硫酸鋁的純度及降低了生產(chǎn)時間，并且得到的液態(tài)硫酸鋁中含有少量水分，在蒸發(fā)過程中，節(jié)省了大量熱能。節(jié)省了大量熱能。節(jié)省了大量熱能。

技術(shù)研發(fā)人員：錢潤華 蒲桂蘭 李興明 馮彥斌 張志能 王徐紅 蘭發(fā)躍 段云剛 左汝剛 王文娟 畢靈星 楊應(yīng)坤 李紹武 朱桂甜 李紅仙 王衛(wèi)萍

受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明明珠環(huán)?？萍加邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2022.11.09

技術(shù)公布日：2023/2/23