專利名稱：一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法屬于制備白炭黑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鋁赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中的廢棄物。根據(jù)各地鋁土礦的品位鋁硅比(A/S) 不同，每生產(chǎn)1噸氧化鋁就副產(chǎn)1. 0 1. 4噸赤泥不等。目前全世界每年產(chǎn)生赤泥約6000 萬噸，據(jù)2010年全年統(tǒng)計，我國氧化鋁產(chǎn)量約為2700萬噸，如果按每噸氧化鋁產(chǎn)生1. 2噸赤泥計算，我國每年產(chǎn)生的赤泥約為3240萬噸。赤泥為堿性物質(zhì)，易堿化土地，污染地下水，嚴(yán)重危害人們健康。同時，氧化鋁赤泥中含有稀有金屬、稀土金屬、鋁、鐵、硅等有價成分。在用鹽酸浸出赤泥中的鋁、鐵、鈣、稀土元素和稀有金屬元素的過程中，會得到了大量的浸出渣，浸出渣的主要成分是二氧化硅，所以如何能夠有效的回收利用這些浸出渣就成為一個重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法提供了一種有效解決氧化鋁赤泥的回收利用，減少氧化鋁赤泥固體污染物排放的方法。為解決以上所述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為按照以下步驟操作
第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為3-6:1，鹽酸溶液摩爾濃度為4-8mol/L，浸出溫度為 70-105°C，浸出時間為 60-360min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣，所述水與一次浸出渣重量份比為2-4:1 ； 第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣
將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為 70-105°C，浸出時間為60-360min，鹽酸溶液摩爾濃度為4-8mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為3-6:1 ；
將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度200-500°C焙燒40-90min，粉碎后制
得白炭黑。所述第一步中，水洗滌一次浸出渣1-3次；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。所述第三步中，重復(fù)第二步操作的次數(shù)為3-6次。
本發(fā)明具有的有益效果為在用鹽酸浸出氧化鋁赤泥中的鋁、鐵、鈣、稀土元素和稀有金屬元素的過程中，會得到了大量的浸出渣，本發(fā)明有效的利用了這些浸出渣，直接回收利用了氧化鋁赤泥，減少了氧化鋁赤泥固體污染物的排放，具有重大的社會和經(jīng)濟效益。
具體實施例方式以中鋁山西分公司拜耳法生產(chǎn)氧化鋁而產(chǎn)生氧化鋁赤泥為例，化學(xué)組成為:
成分％卜1203 IsiO2 ICaO IFe2O3 INa2O IREO ISc2O3 ITiO2 |灼堿含量％|23. 60 |l7. 44 |20. 24 |4. 18。！8. 57 |θ. 31 |θ. 02 94 |ll. 51
搪玻攪拌反應(yīng)釜淄博華星化工設(shè)備廠；型號，K10000
箱式壓濾機杭州坤源過濾機有限公司；型號，XMY60/800-UK
耐酸泵安徽氟特化工泵業(yè)有限公司；型號，IHF65-40-250離心式耐酸泵
干燥箱上海景邁儀器設(shè)備有限公司；型號，101A-4C
箱式電爐宜興市宇豐電爐制造有限公司；型號，RX3-30-9
粉碎設(shè)備鄭州偉旺機械制造有限公司；型號，3R1510雷蒙磨
實施例1
一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為3. 5:1，鹽酸溶液摩爾濃度為7mol/L，浸出溫度為75°C，浸出時間為250min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣1次，所述水與一次浸出渣重量份比為2. 5:1 ；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣
將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為 100°C，浸出時間為80min，鹽酸溶液摩爾濃度為7mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為 3. 5:1 ；
將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作5次，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度220°C焙燒85min，粉碎后制得白炭黑。實施例2
一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為5. 5:1，鹽酸溶液摩爾濃度為4. 5mol/L，浸出溫度為 100°C，浸出時間為80min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣2次，所述水與一次浸出渣重量份比為3. 2:1 ；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣
將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為83°c， 浸出時間為190min，鹽酸溶液摩爾濃度為4. 5mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為5. 5:1 ； 將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作4次，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度270°C焙燒76min，粉碎后制得白炭黑。實施例3
一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為4. 5:1，鹽酸溶液摩爾濃度為5mol/L，浸出溫度為90°C，浸出時間為150min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣3次，所述水與一次浸出渣重量份比為4:1 ；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣
將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為78°C， 浸出時間為270min，鹽酸溶液摩爾濃度為5mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為4. 5:1 ；
將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作6次，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度300°C焙燒68min，粉碎后制得白炭黑。實施例4
一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為4:1，鹽酸溶液摩爾濃度為6mol/L，浸出溫度為82°C，浸出時間為180min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣2次，所述水與一次浸出渣重量份比為2. 1:1 ；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為90°C， 浸出時間為150min，鹽酸溶液摩爾濃度為6mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為4:1 ；
將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作3次，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度350°C焙燒50min，粉碎后制得白炭黑。實施例5
一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣
將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為5:1，鹽酸溶液摩爾濃度為5mol/L，浸出溫度為104°C，浸出時間為75min ；
將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣3次，所述水與一次浸出渣重量份比為3:1 ；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣
將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為 102°C，浸出時間為75min，鹽酸溶液摩爾濃度為5mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為 5:1 ；
將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑
重復(fù)上述第二步操作4次，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度470°C焙燒45min，粉碎后制得白炭漂。本發(fā)明不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，其特征在于按照以下步驟操作 第一步，制備一次浸出液和一次浸出渣將氧化鋁赤泥放入攪拌反應(yīng)釜中，用鹽酸溶液浸出氧化鋁赤泥，浸出反應(yīng)條件為 鹽酸溶液與赤泥重量份比為3-6:1，鹽酸溶液摩爾濃度為4-8mol/L，浸出溫度為 70-105°C，浸出時間為 60-360min ；將浸出后的浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到一次浸出液和一次浸出渣，并用水洗滌一次浸出渣，所述水與一次浸出渣重量份比為2-4:1 ； 第二步，制備二次浸出液和二次浸出渣將所述一次浸出渣放入反應(yīng)釜中，加入鹽酸浸出；二次浸出條件為浸出溫度為 70-105°C，浸出時間為60-360min，鹽酸溶液摩爾濃度為4-8mol/L，鹽酸與一次浸出渣重量份比為3-6:1 ；將浸出后的二次浸出漿液用壓濾機進行固液分離，得到二次浸出液和二次浸出渣；并用水洗滌二次浸出渣兩次，所述水與二次浸出渣重量份比為3:1 ； 第三步，制備白炭黑重復(fù)上述第二步操作，得到浸出固體；將所述浸出固體在干燥箱中105-110°C下烘干至恒重；然后將烘干后的浸出固體放入電爐中，在溫度200-500°C焙燒40-90min，粉碎后制得白炭黑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，其特征在于所述第一步中，水洗滌一次浸出渣1-3次；所述一次浸出液用于提取稀土元素、鋁和鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法，其特征在于所述第三步中，重復(fù)第二步操作的次數(shù)為3-6次。
全文摘要
本發(fā)明一種用氧化鋁赤泥制備白炭黑的方法屬于制備白炭黑技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題為提供了一種有效解決氧化鋁赤泥的回收利用，減少氧化鋁赤泥固體污染物排放的方法；所采用的技術(shù)方案為第一步制備一次浸出液和一次浸出渣；第二步制備二次浸出液和二次浸出渣；第三步制備白炭黑；本發(fā)明有效的利用了這些浸出渣，直接回收利用了氧化鋁赤泥，減少了氧化鋁赤泥固體污染物的排放，具有重大的社會和經(jīng)濟效益。
文檔編號C01B33/12GK102491346SQ201110394809
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者張少臨, 朱國海, 李文斌, 李生虎, 王克勤, 王浩 申請人:太原理工大學(xué)