1.本发明涉及硫酸铝生产技术领域，具体为一种硫酸铝生产制备工艺。
背景技术：
2.硫酸铝作为一种无机盐产品，其在工业上的应用非常广泛，主要用作造纸工业的施胶剂及饮用水净化、工业用水净化、工业废水处理中的絮凝剂，另外还可应用于净化脂肪和油类、药物化妆品、灭火剂、鞣革以及生产各种复式铝盐等。
3.目前，其生产工艺大多是：将铝矿石粉碎成颗粒，置于一反应釜中，加入一定浓度的硫酸，搅拌数小时，使其充分进行化学反应；将反应所得的固液混合物实施降温、稀释，经输送管道，送入沉降池中；为防止该固液混合物结晶在沉降池中而无法清除，需要在沉降池中加入大量的常温水，并使用空压机将水持续翻腾，这样，使得该固液混合物的浓度、温度得以降低；沉降数日，待固液分离后，将液体输出，即得到一定浓度的液态硫酸铝；再将液态硫酸铝输送至蒸发器中，经加热蒸发掉多余水分后，将其输送结晶钢带上，经过风冷、冷水降温，即可制得固态硫酸铝。
4.现有技术方案存在如下缺陷：生产液态硫酸铝时，反应釜中排放出的固液混合物在沉降池中的沉降时间一般为1～2天，方得到一部分硫酸铝溶液；而且因其中的固体物内尚含有大量的硫酸铝，必须进行再次甚至多次冲洗而取得其中余留的硫酸铝，因此工期漫长，纯度较低，生产效率低下，导致产品成本较大。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种硫酸铝生产制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硫酸铝生产制备工艺，包括以下步骤：
7.步骤一：将
铝土矿研磨活化处理，得到铝土颗粒；
8.步骤二：将通过步骤一得到的铝土颗粒放入到反应釜a中，向反应釜a中加入氢氧化钠溶液，加热一段时间后，通过泵将固液混合物泵入到过滤装置中，通过过滤装置将偏铝酸钠溶液和残渣进行过滤，得到偏铝酸钠溶液；
9.步骤三：将通过步骤二得到的偏铝酸钠溶液浓缩后进行冷却结晶，得到偏铝酸钠晶体；
10.步骤四：将通过步骤三得到的偏铝酸钠晶体放入到反应釜b中，并向反应釜b中加入水，将偏铝酸钠搅拌溶解，搅拌溶解过程中对反应釜b进行加热，在此过程中，向水中通入二氧化碳气体，持续搅拌加热，直至不再析出
氢氧化铝沉淀物；
11.步骤五：将通过步骤五得到的氢氧化铝沉淀物进行蒸发得到氢氧化铝固态物；
12.步骤六：将氢氧化铝固态物放入到反应装置中，并且向反应装置中加入硫酸，通过中和反应后的到硫酸铝溶液，将硫酸铝溶液进行蒸发，将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶
钢带上，经风吹、水冷即可得到固体硫酸铝。
13.更进一步的，所述步骤一中，铝土颗粒的目数为50-100。
14.更进一步的，所述步骤二中，氢氧化钠的浓度为0.5-1mol/l，铝土颗粒与氢氧化钠溶液的质量比为100:850-1000，加热时间为2-3h，加热温度为50-60摄氏度。
15.更进一步的，所述步骤三中，蒸发温度为120-140摄氏度。
16.更进一步的，所述步骤四中，偏铝酸钠晶体与水的质量比为100:1000-1500，搅拌时间为3-5h，加热温度为45-55摄氏度，二氧化碳的通入量为500-800ml/min。
17.更进一步的，所述步骤六中，硫酸的浓度为8-10mol/l，氢氧化铝固态物与硫酸的质量比为100:200-800，反应装置中的压力为0.1-0.3mpa，搅拌时间为3-4h，蒸发温度为110-140摄氏度。
18.更进一步的，所述反应装置包括工作台、控制器、压力传感器和温度传感器，工作台的顶端放置有底罐，底罐的顶端固定有顶罐，底罐罐体上开设有空腔，空腔内壁固定有多个加热环，工作台的顶端设置有升降机构，升降机构包括活动块，活动块的底部设置有搅拌机构，活动块的底端通过连接柱固定有顶盖，顶盖的底端固定有弹性垫，顶盖和弹性垫上连接有气管，气管的管体上连接有气泵。
19.更进一步的，所述升降机构还包括与工作台顶端相固定的立柱，立柱的一侧开设有矩形槽，矩形槽的槽壁之间滚动连接有丝杆，丝杆与活动块适配，工作台的顶端固定有第一电机，第一电机的输出端与丝杆的端部相固定。
20.更进一步的，所述搅拌机构包括与活动块底端滚动连接的转轴，活动块的顶端固定有第二电机，第二电机的输出端与转轴的端部相固定，转轴活动设置在顶盖和弹性垫的中部，转轴的轴体上固定有多组搅拌杆，一组搅拌杆的端部固定有刮擦机构。
21.更进一步的，所述刮擦机构包括与搅拌杆端部相固定的刮板，刮板的侧面固定有多个与底罐内壁相接触的刷毛。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.硫酸铝生产制备工艺，通过氢氧化钠的添加，得到偏铝酸钠溶液，然后通过偏铝酸钠易溶于水的特性得到氢氧化铝，最后通过氢氧化铝与硫酸之间强酸和强碱中和反应快速得到硫酸铝，该过程可以有效的提高硫酸铝的纯度及降低了生产时间，并且得到的液态硫酸铝中含有少量水分，在蒸发过程中，节省了大量热能，降低了生产成本及提高了生产效率，另外，在中和反应中通过对压力和蒸发温度的有效控制，可以对硫酸铝的生产效率进行有效的提升。
附图说明
24.图1为本发明的反应装置的细节图；
25.图2为本发明的底罐和顶罐的半剖图。
26.图中：1、工作台；201、底罐；202、顶罐；203、顶盖；204、弹性垫；205、空腔；301、立柱；302、丝杆；303、第一电机；304、活动块；401、转轴；402、第二电机；403、搅拌杆；501、刮板；502、刷毛；601、气管；602、气泵；7、控制器；9、加热环；10、连接柱。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
30.应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
31.本发明提供一种技术方案：一种硫酸铝生产制备工艺，包括以下步骤：
32.步骤一：将铝土矿研磨活化处理，得到铝土颗粒，铝土颗粒的目数为50-100；
33.步骤二：将通过步骤一得到的铝土颗粒放入到反应釜a中，向反应釜a中加入氢氧化钠溶液，加热一段时间后，通过泵将固液混合物泵入到过滤装置中，通过过滤装置将偏铝酸钠溶液和残渣进行过滤，得到偏铝酸钠溶液，氢氧化钠的浓度为0.5-1mol/l，铝土颗粒与氢氧化钠溶液的质量比为100:850-1000，加热时间为2-3h，加热温度为50-60摄氏度；
34.步骤三：将通过步骤二得到的偏铝酸钠溶液浓缩后进行冷却结晶，得到偏铝酸钠晶体，蒸发温度为120-140摄氏度；
35.步骤四：将通过步骤三得到的偏铝酸钠晶体放入到反应釜b中，并向反应釜b中加入水，将偏铝酸钠搅拌溶解，搅拌溶解过程中对反应釜b进行加热，在此过程中，向水中通入二氧化碳气体，持续搅拌加热，直至不再析出氢氧化铝沉淀物，偏铝酸钠晶体与水的质量比为100:1000-1500，搅拌时间为3-5h，加热温度为45-55摄氏度，二氧化碳的通入量为500-800ml/min；
36.步骤五：将通过步骤五得到的氢氧化铝沉淀物进行蒸发得到氢氧化铝固态物；
37.步骤六：将氢氧化铝固态物放入到反应装置中，并且向反应装置中加入硫酸，通过中和反应后的到硫酸铝溶液，将硫酸铝溶液进行蒸发，将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固体硫酸铝，硫酸的浓度为8-10mol/l，氢氧化铝固态物与硫酸的质量比为100:200-800，反应装置中的压力为0.1-0.3mpa，搅拌时间为3-4h，蒸发温度为110-140摄氏度。
38.为了使氢氧化铝固态物与硫酸可以得到较好的中和，加快硫酸铝生产，如图1和图2所示，反应装置包括工作台1、控制器7、压力传感器和温度传感器，在工作台1的顶端放置有底罐201，在底罐201的顶端固定有顶罐202，底罐201和顶罐202的固定方式为螺接，这样的设置方便了对顶罐202进行开启，从而方便对底罐201内壁进行清理，能了解的是，压力传感器和温度传感器分别固定在底罐201的内壁上，在底罐201罐体上开设有空腔205，在空腔205内壁固定有多个加热环9，加热环9优选为紫铜材料制成，在工作台1的顶端设置有升降
机构，其中，升降机构包括活动块304，在活动块304的底部设置有搅拌机构，活动块304的底端通过连接柱10固定有顶盖203，并且顶盖203的底端固定有弹性垫204，弹性垫204优选为橡胶垫，橡胶垫的设置是增加了底罐201与顶盖203之间的密封性，减少在加工过程中底罐201内部的压力流失，在顶盖203和弹性垫204上连接有气管601，在气管601的管体上连接有气泵602，气泵602和气管601的设置保证底罐201内部处于一个稳定的压力环境下。
39.能知道的是，控制器与稳定传感器、压力传感器、气泵602及加热环9电性连接。
40.为实现底罐201与顶盖203之间的快速开启，方便该装置的使用，如图1所示，升降机构还包括与工作台1顶端相固定的立柱301，在立柱301的一侧开设有矩形槽，矩形槽的槽壁之间滚动连接有丝杆302，并且丝杆302与活动块304适配，在工作台1的顶端固定有第一电机303，由于伺服电机可控制速度，位置精度较为准确，在本实施例中，由于顶盖203的升降距离一定，故第一电机303优选为伺服电机，并且第一电机303的输出端与丝杆302的端部相固定。
41.为加快中和速度，如图1所示，搅拌机构包括与活动块304底端滚动连接的转轴401，在活动块304的顶端固定有第二电机402，并且第二电机402的输出端与转轴401的端部相固定，能知道的是，转轴401活动设置在顶盖203和弹性垫204的中部，通过控制器可以控制气泵对底罐201内部进行实时加压，故转轴401活动设置不会对底罐201内部的压力控制产生影响(或者压力位于允许的范围内)，在转轴401的轴体上固定有多组搅拌杆403，在本实施例中，搅拌杆403设置为三组，其中一组搅拌杆403的端部固定有刮擦机构。
42.为防止部分析出的絮凝物挂壁，增加了产量，如图1所示，刮擦机构包括与搅拌杆403端部相固定的刮板501，刮板501的侧面固定有多个与底罐201内壁相接触的刷毛502，这样，在搅拌过程中，刷毛502可以对底罐201内部进行刮擦。
43.能知道的是，在进行中和反应时，顶罐202和顶盖203是关闭的，蒸发时顶罐202和顶盖203是开启的。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术特征：
1.一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将铝土矿研磨活化处理，得到铝土颗粒；步骤二：将通过步骤一得到的铝土颗粒放入到反应釜a中，向反应釜a中加入氢氧化钠溶液，加热一段时间后，通过泵将固液混合物泵入到过滤装置中，通过过滤装置将偏铝酸钠溶液和残渣进行过滤，得到偏铝酸钠溶液；步骤三：将通过步骤二得到的偏铝酸钠溶液浓缩后进行冷却结晶，得到偏铝酸钠晶体；步骤四：将通过步骤三得到的偏铝酸钠晶体放入到反应釜b中，并向反应釜b中加入水，将偏铝酸钠搅拌溶解，搅拌溶解过程中对反应釜b进行加热，在此过程中，向水中通入二氧化碳气体，持续搅拌加热，直至不再析出氢氧化铝沉淀物；步骤五：将通过步骤五得到的氢氧化铝沉淀物进行蒸发得到氢氧化铝固态物；步骤六：将氢氧化铝固态物放入到反应装置中，并且向反应装置中加入硫酸，通过中和反应后的到硫酸铝溶液，将硫酸铝溶液进行蒸发，将蒸发后的硫酸铝溶液输送至结晶钢带上，经风吹、水冷即可得到固体硫酸铝。2.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述步骤一中，铝土颗粒的目数为50-100。3.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，氢氧化钠的浓度为0.5-1mol/l，铝土颗粒与氢氧化钠溶液的质量比为100:850-1000，加热时间为2-3h，加热温度为50-60摄氏度。4.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述步骤三中，蒸发温度为120-140摄氏度。5.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述步骤四中，偏铝酸钠晶体与水的质量比为100:1000-1500，搅拌时间为3-5h，加热温度为45-55摄氏度，二氧化碳的通入量为500-800ml/min。6.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述步骤六中，硫酸的浓度为8-10mol/l，氢氧化铝固态物与硫酸的质量比为100:200-800，反应装置中的压力为0.1-0.3mpa，搅拌时间为3-4h，蒸发温度为110-140摄氏度。7.根据权利要求1所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述反应装置包括工作台(1)、控制器(7)、压力传感器和温度传感器，工作台(1)的顶端放置有底罐(201)，底罐(201)的顶端固定有顶罐(202)，底罐(201)罐体上开设有空腔(205)，空腔(205)内壁固定有多个加热环(9)，工作台(1)的顶端设置有升降机构，升降机构包括活动块(304)，活动块(304)的底部设置有搅拌机构，活动块(304)的底端通过连接柱(10)固定有顶盖(203)，顶盖(203)的底端固定有弹性垫(204)，顶盖(203)和弹性垫(204)上连接有气管(601)，气管(601)的管体上连接有气泵(602)。8.根据权利要求7所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述升降机构还包括与工作台(1)顶端相固定的立柱(301)，立柱(301)的一侧开设有矩形槽，矩形槽的槽壁之间滚动连接有丝杆(302)，丝杆(302)与活动块(304)适配，工作台(1)的顶端固定有第一电机(303)，第一电机(303)的输出端与丝杆(302)的端部相固定。9.根据权利要求7所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述搅拌机构包括与活动块(304)底端滚动连接的转轴(401)，活动块(304)的顶端固定有第二电机(402)，第二
电机(402)的输出端与转轴(401)的端部相固定，转轴(401)活动设置在顶盖(203)和弹性垫(204)的中部，转轴(401)的轴体上固定有多组搅拌杆(403)，一组搅拌杆(403)的端部固定有刮擦机构。10.根据权利要求9所述的一种硫酸铝生产制备工艺，其特征在于：所述刮擦机构包括与搅拌杆(403)端部相固定的刮板(501)，刮板(501)的侧面固定有多个与底罐(201)内壁相接触的刷毛(502)。
技术总结
本发明公开了一种硫酸铝生产制备工艺，涉及硫酸铝生产技术领域。包括以下步骤：步骤一：将铝土矿研磨活化处理，得到铝土颗粒；步骤二：将通过步骤一得到的铝土颗粒放入到反应釜a中，向反应釜a中加入氢氧化钠溶液，加热一段时间后，通过泵将固液混合物泵入到过滤装置中，通过过滤装置将偏铝酸钠溶液和残渣进行过滤，得到偏铝酸钠溶液。本发明通过氢氧化钠的添加，得到偏铝酸钠溶液，然后通过偏铝酸钠易溶于水的特性得到氢氧化铝，最后通过氢氧化铝与硫酸之间强酸和强碱中和反应快速得到硫酸铝，该过程可以有效的提高硫酸铝的纯度及降低了生产时间，并且得到的液态硫酸铝中含有少量水分，在蒸发过程中，节省了大量热能。节省了大量热能。节省了大量热能。
技术研发人员：钱润华 蒲桂兰 李兴明 冯彦斌 张志能 王徐红 兰发跃 段云刚 左汝刚 王文娟 毕灵星 杨应坤 李绍武 朱桂甜 李红仙 王卫萍
受保护的技术使用者：昆明明珠环保科技有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/2/23
声明：
“硫酸铝生产制备工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：昆明明珠环保科技有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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