一种催化分解含铝硅酸盐的方法技术

本发明专利技术涉及一种催化分解含铝硅酸盐的方法，其主要步骤内容是对含铝的硅酸盐进行预处理，对辅料进行破碎，对催化剂原料进行除杂，对催化剂、含铝的硅酸盐和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100到39:100之间，辅料的总含量需控制在1.6％到3％之间，将所有反应物置于密闭容器内，对反应物进行加热，收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染，待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合物，该混合物可作为下一步物理或化学分离的原料。

A method of catalytic decomposition of aluminosilicate

【技术实现步骤摘要】
一种催化分解含铝硅酸盐的方法
本专利技术属于资源循环利用、固废综合利用、生态环保、无机材料等
，涉及硅酸盐的环保处理技术，尤其是一种催化分解含铝硅酸盐的方法。
技术介绍
硅酸盐是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，它在地壳中分布极广，是构成多数岩石和土壤的主要成分，硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。硅酸盐结构众多，种类繁多，有岛状的橄榄石、层状的石英、环状的蒙脱石等，其大多数熔点高，化学性质稳定，是硅酸盐工业的主要原料。常见的含有硅酸盐的物质，包括长石类、玻璃类、石棉类、莫来石、粘土、高岭土、铝土矿等等，大多数含硅酸盐矿物的冶金价值不高，尤其是含铝及高铝的硅酸盐，包括相关固废，其主要原因就是无法将稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，以便使硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解开。目前，工业上以强酸或强碱进行氧化硅或氧化铝的溶出，不仅对设备的耐腐蚀性要求极高、渣相及产物都带有酸或碱成分对环境造成污染、溶出效果不好，亟需一种对装备要求低、环境友好无污染、分解效果好、产物细腻的新技术。通过专利文献的检索，发现两篇与本专利技术申请相近的公开专利文献：1、一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法(1676630A，按重量配份比取由粉煤灰、粘土粉混合搅拌后轧制成型的粉煤灰球团28～32份,粉碎后的铝矾土68～72份,粉碎后的硅石125～139份,焦碳98～106份,钢屑10～12份,投入冶炼炉内进行冶炼,出炉冷却后即为成品。本专利技术的优点为:原料中粉煤灰的掺入量可达28-32％,为粉煤灰的综合利用提供了更广阔的空间,在制球和冶炼过程中加入≯0.5％(总重量比)的添加剂(萤石)大大降低了冶炼炉内熔融液的粘度,很好地促进了反应的正方向进行,同时也防止了炉料粘结现象的发生,改变了传统的兑铝法金属回炼,产品性能得到改善,避开了其成本高的劣势和不足。2、一种利用煤矸石制备铝硅铁合金的方法(101942561A)，涉及铝硅铁生产的
本专利技术的步骤为:1)对原料煤矸石和还原剂烟煤进行破碎,将破碎后的物料和粉煤灰铁质微珠送入混碾机；2)在混碾机中加入水,对上述物料进行混合碾压；3)将混碾均匀后的物料送入压球机成球；4)从压球机出来的球团送入烘干窑烘干；5)干燥后的球团投入矿热炉内高温冶炼成铁水；6)铁水出炉、浇铸锭模,制得铝硅铁合金。通过技术特征的对比，上述两篇公开专利文献，与本专利技术申请的技术方案仅是接近，但
技术实现思路
不相同，不会影响本专利技术申请的新颖性及创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，创新的提供一种催化分解含铝硅酸盐的方法，该方法可将硅酸盐中稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，让硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解开。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种催化分解含铝硅酸盐的方法，步骤是：⑴含铝的硅酸盐的预处理，包括常规的分拣、水洗、破碎、淘洗、粒径分级工艺环节，由此得到粉料粒径小于650微米的处理原料；⑵辅料的选择及破碎，辅料选择包括石油焦、焦炭、兰炭、煤炭、碳素粉，然后将其破碎，得到粒径小于2毫米的辅料原料；⑶催化剂原料的配伍，组成催化剂的各物料的粒径须小于5毫米，成分包括生石灰、锌白或氢氧化锌、轻烧镁粉、赤铁矿或磁赤铁矿；⑷对催化剂物料、含铝硅酸盐的处理原料和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100-39:100，其中辅料的总含量占比需控制在1.6％-3％；⑸将所有反应物置于密闭容器内并充分混合，对反应物进行加热，控制温度在1300-1500K；⑹待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物。而且，所述催化剂原料配伍的重量百分比范围如下表所示：而且，所述密闭容器为内壁是耐火隔热材料的容器，该容器需具有搅拌物料的功能，并带有开启的密闭阀，加热过程中收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术经充分理论原理研究和实验分析，创新地引入催化剂体系，引入的催化剂体系与含铝的硅酸盐发生一系列的化学作用并最终完成分解。首先，含铝的硅酸盐在催化剂系统和辅料的作用下其表面的活化能实现降低，促成了含铝的硅酸盐活化，进而硅元素和铝元素的化合键得以打开和重组，而催化剂体系本身反应前后质量没有变化，催化剂体系为含铝硅酸盐的分解创造了全新的化学反应途径，加速了反应进行的速率，并降低了反应的活化能，最终使反应变得容易发生并充分完成。2、本专利技术采用催化技术，可将稳定、复杂的大分子复合氧化物的共价键打开，让硅、铝等高价值元素的简单氧化物得以分解，可使复杂大分子稳定态含铝的硅酸盐分解效果好，产物容易分离，绿色无污染，是相关资源及固废等有前景的分解分离方法，提高了大多数含硅酸盐矿物的冶金价值，尤其是含铝及高铝的硅酸盐，包括相关固废，是一项对装备要求低、环境友好无污染、分解效果好、产物细腻的新技术。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步详述；需要说明的是：本实施例是描述性的，不是限定性的，不能以此来限定本专利技术的保护范围。本专利技术所涉及的催化分解含铝硅酸盐的方法，其主要步骤内容是对含铝的硅酸盐进行预处理，对辅料进行破碎，对催化剂原料进行配伍，对催化剂、含铝的硅酸盐和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100到39:100之间，辅料的总含量需控制在1.6％到3％之间，将所有反应物置于密闭容器内，对反应物进行加热，收集气体反应生成物并隔绝气体防止污染，待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合物，该混合物可作为下一步物理或化学分离的原料。上述反应的总化学反应方程式为：2(Al2O3·2SiO2)+C+O2＝4SiO2+2Al2O3+CO2下面通过两个具体实施例，对本专利技术申请进行叙述。实施例1：一种催化分解含铝硅酸盐的方法，步骤是：⑴将220KG的高纯红柱石(化学组成为Al2[SiO4]O)作为本实施例含铝的硅酸盐的原材料，原石(即高纯红柱石)经水洗、破碎和粒径分级，收得粒径中位数为500微米的粉末共200KG；⑵将焦炭和无烟煤按50:50比例混合作为本实施例的辅料，经破碎和筛选得到粒径小于1.5毫米的粉料，共计5.5KG；⑶将生石灰、锌白、轻烧镁粉和赤铁矿的混合物作为本实施例的复合催化剂，其比例为50:10:25:15(表1中的组合1范围内)，粒径均小于1.5毫米，共计70KG；⑷催化剂与其他各反应物的配料比例为34:100，其中辅料的总含量占总物料的重量比为1.996％；⑸本实施例的反应容器为300KG规格的回转窑，温度上限为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：步骤是：/n⑴含铝的硅酸盐的预处理，包括常规的分拣、水洗、破碎、淘洗、粒径分级工艺环节，由此得到粉料粒径小于650微米的处理原料；/n⑵辅料的选择及破碎，辅料选择包括石油焦、焦炭、兰炭、煤炭、碳素粉，然后将其破碎，得到粒径小于2毫米的辅料原料；/n⑶催化剂原料的配伍，组成催化剂的各物料的粒径须小于5毫米，成分包括生石灰、锌白或氢氧化锌、轻烧镁粉、赤铁矿或磁赤铁矿；/n⑷对催化剂物料、含铝硅酸盐的处理原料和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100-39:100，其中辅料的总含量占比需控制在1.6％-3％；/n⑸将所有反应物置于密闭容器内并充分混合，对反应物进行加热，控制温度在1300-1500K；/n⑹待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：步骤是：
⑴含铝的硅酸盐的预处理，包括常规的分拣、水洗、破碎、淘洗、粒径分级工艺环节，由此得到粉料粒径小于650微米的处理原料；
⑵辅料的选择及破碎，辅料选择包括石油焦、焦炭、兰炭、煤炭、碳素粉，然后将其破碎，得到粒径小于2毫米的辅料原料；
⑶催化剂原料的配伍，组成催化剂的各物料的粒径须小于5毫米，成分包括生石灰、锌白或氢氧化锌、轻烧镁粉、赤铁矿或磁赤铁矿；
⑷对催化剂物料、含铝硅酸盐的处理原料和辅料进行称重和配料，催化剂与其他反应物的配料比例为31:100-39:100，其中辅料的总含量占比需控制在1.6％-3％；
⑸将所有反应物置于密闭容器内并充分混合，对反应物进行加热，控制温度在1300-1500K；
⑹待反应充分成后打开容器的密闭阀，控制温度逐渐缓慢减低并充分搅动容器内混合物，最终得到粉末态金属简单氧化物的混合反应产物。


2.根据权利要求1所述的催化分解含铝硅酸盐的方法，其特征在于：所述催化剂原料配伍的重量百分比范围如下表所示：






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【专利技术属性】
技术研发人员：武翠莲，
申请(专利权)人：武翠莲，
类型：发明
国别省市：内蒙;15