CN1280099A - 高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轻金属生产。发明的目的是给出一种处理较高品位(A/S6—12左右)铝土矿的碱－石灰烧结法生产氧化铝工艺流程,主要特点是:料浆A/S控制在6～12,碱比0.9～1.0,钙比0.8～2.5,溶出后铝酸钠溶液的Al2O3浓度在130～250克/升。该流程的物料循环量少,废渣量降低,提高了工艺效率,降低了生产成本。
Description
本发明涉及轻金属冶炼技术领域。
大家都知道，氧化铝不但是生产金属铝的原料，而且还广泛应用于耐火材料、化工、轻工业等诸多领域。现在世界上多采用处理天然铝土矿生产Al2O3，当铝土矿的A／S(矿石中Al2O3和SiO2重量比)10以上时，一般采用拜耳法，即压煮浸出法，而对贫矿，即A／S＜8～10的矿石，一般采用拜耳-烧结联合法。A／S为3-5的铝土矿，我国，经过多年的研究和实践，建立了用碱-石灰烧结法处理的生产工艺流程。上述的这个流程包括料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、溶出液的脱硅精制、精制后溶液的分解、氢氧化铝焙烧等工序。在料浆制备工序，料浆碱比(摩尔比)[Na2O]／([Al2O3]+[Fe2O3])控制在O．94～O．98，而钙比(摩尔比)[CaO]／[SiO2]为2．22～2．26，矿浆的铝硅比Al2O3／SiO2(重量比)一般在4．O左右。上述料浆在回转窑中烧制，烧成温度1250℃～1300℃；在熟料溶出工序，存在副反应，即熟料中的β-2CaO．SiO2在溶出过程中分解，生成的Ca(OH)2与溶液中的Al2O3和SiO2反应生成水化石榴石，致使溶液中的一部分Al2O3重新进入不溶的固相，从而造成Al2O3的损失。为了控制和减少上述副反应损失，溶出后铝酸钠溶液中Al2O3含量必须控制在130克／升以下，于是整个工艺过程不得不在低浓度情况下运作，物料循环量加大。再者，所处理的矿石品位低，SiO2含量较高，流程排出废渣量大。综合以上，整个流程能耗高，效率低，生产成本高。
本发明的目的是：给出一种处理较高品位(A／S 6-12左右)的铝土矿的碱-石灰烧结法工艺流程，使整个流程的物料循环量减少，废渣量降低，从而提高工艺效率，降低生产成本。
本发明为高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后精制液分解、氢氧化铝焙烧等工序，主要特点是：在料浆配制工序，料浆A／S控制在6～12，碱比0．8～1．0，钙比0．8～2．5，在熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液成份为：(克／升)Al2O3 130～250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO2 5～20，苛性化系数αk 1．2～1．5。
在上述料浆配制工序，碱比最好为0．9-1．0，钙比最好为1．2-2．3。
熟料溶出工序溶出后铝酸钠溶液氧化铝浓度最好为160-200克／升，αk最好为1．2-1．3。
本发明生产工艺与原生产工艺相比，矿石单耗由原工艺的1．95吨／吨-Al2O3，降至1．50吨／吨-Al2O3；废渣(赤泥)排放量由原工艺的1．7吨／吨-Al2O3，降至0．8吨／吨-Al2O3，减少了对环境的污染，并大大降低了烧结法氧化铝的生产能耗，提高了企业经济效益。
附图为本发明工艺流程框图
下面结合附图将本发明实施实例评述如下：
所用铝土矿的化学成份为(重量％)：SiO2 6．52，Fe2O3 3．83，Al2O3 69．1，CaO 9．10，Na2O 0．8，K2O 0．64，TiO2 2．99，其它7．02，矿石灼减13．84％；
所用铝土矿主要物相组成(重量％)：一水硬铝石79．2，锐钛矿3．0，高岭石3．4，石英1．2，赤铁矿4．0，其它9．2
所用石灰石(或含等量CaO的石灰)成份(重量％)：SiO2 0．84，Fe2O3 0．18，Al2O3 1．1，CaO 54．37，其它43．51
烧成用煤化学成份(重量％)：SiO2 42．6，Fe2O3 5．9，Al2O331．7，CaO 6．12，其它13．68
溶出用调整液成份(克／升)：Na2O全55．7，Al2O3 42．2，Na2O碳10．32，Na2O苛45．34．
料浆配制是接铝土矿∶石灰石∶工业碱粉(重量比)为1∶0．26∶0．23的比例，向原料磨中加入铝土矿、石灰石、工业碱粉，并按每吨铝土矿配入蒸发碳分母液1．56m3，料浆磨至+120目筛上残留10％左右。
上述料浆送至回转窑烧制熟料，即为烧成工序，烧成温度：1260--1320℃，物料在熟料窑停留时间0．5-1小时。所得熟料成份为(重量％)：SiO2 5．34，Fe2O3 2．61，Al2O3 45．0，CaO 9．96，Na2O有效27．8，Na2O硫2．0，SO3 3．87，TiO2 1．82，其它1．6。
烧成的熟料与调整液一起在溶出湿磨中进行溶出，即溶出工序，溶出温度80-90℃左右，溶出液成份(克／升)：Na2O全160．9，Al2O3206，Na2O碳10．3，SiO2 10，Na2O苛150．6。
熟料溶出后，赤泥用压滤设备进行分离，溶液进脱硅工序进行脱硅，脱硅温度165-175℃，停留时间1．0小时，分离得到的固体(赤泥)洗涤后外排或综合利用处理，洗液配调整液。
硅渣分离采用过滤机和叶滤机，分离后得到的铝酸钠溶液(Al2O3／SiO2=330左右)进碳分工序，硅渣洗涤后作副产品，硅渣洗液配调整液。
铝酸钠溶液分二段进行碳酸化分解，第一段分解率控制在75-85％，分离洗涤后氢氧化铝进焙烧工序焙烧得到产品氧化铝，洗液配调整液。一段分解分离后的碳分母液继续通二氧化碳进行深度碳酸化分解，分解率控制在95％左右，二次分解得到的含硅较高的氢氧化铝(简称粗氢氧化铝)，分离后用拜耳法工艺制取氢氧化铝，然后焙烧获得产品氧化铝。二次分解得到的碳分母液经蒸发后进磨浆工序配料。产品氧化铝主要杂质含量(重量％)：SiO2 0．031，Fe2O3 0．008，Na2O 0．39。
Claims (3)
1．一种高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后溶液分解、氢氧化铝焙烧等工序，其特征在于，所述料浆配制工序，料浆A／S为6～12，碱比0．9～1．0，钙比0．8～2．5，在上述熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液的成份为(克／升)：Al2O3 130～250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO2 5～20，苛性化系数αk 1．2～1．5。
2．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述料浆的碱比为0．9～1．0，钙比0．8～2．4。
3．按照权利要求1或2所述的工艺，其特征在于所述溶出后铝酸钠溶液中Al2O3浓度为180～220克／升。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINESE ALUMINIUM CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANDONG ALUMINIUM INDUSTRIAL CORP. Effective date: 20040820 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20040820 Address after: 100814 No. 12, Fuxing Road, Beijing, Haidian District Patentee after: Aluminum Corporation of China Limited Address before: 255051 No. 1, five km road, Zhangdian District, Shandong, Zibo Patentee before: Shandong Aluminium Industry Co. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040128 |