CN100390307C - 一种拜尔法溶出添加剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，涉及采用拜尔法溶出添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O的制备方法。其特征在于制备过程为：a.用铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3；b.按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件如下：碱液浓度Nk为100-300g/L，固含为50-300g/L，温度为80～160℃，反应时间0.5-16小时，得到添加剂。本发明的制备方法，用铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3，直接加石灰进行转相处理，形成立方晶形结构，作为溶出添加剂使用，矿石中的硅矿物最终转化为以铁水化石榴石的形式析出降低溶出赤泥的铝硅比和钠硅比。
Description
技术领域
一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，涉及采用一水硬铝石型铝土矿进行拜尔法溶出过程中，为降低溶出赤泥中的铝硅比、钠硅比而采用的溶出添加剂的制备方法，特别是拜尔法溶出添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O的制备方法。
技术背景
在处理一水硬铝石型铝土矿的拜尔法溶出过程中，通常按干矿石量的5％～8％加入石灰作为溶出添加剂，石灰的加入，可以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗，但通常情况下，溶出赤泥的铝硅比为1.5～2.0，钠硅比为0.6左右。这部分溶出赤泥，如不进行回收，则造成碱的大量损失，并使矿石的利用率下降；若进行回收，则需采用能耗较高的烧结法处理，使整个生产过程的能耗升高。一种新型的溶出添加剂水化铁酸钙可代替石灰能使溶出赤泥的铝硅比降低到0.5～0.9，钠硅比降低到0.1～0.3左右，实现拜尔法经济处理中低品位铝土矿的目的。但存在制备方法复杂，需用铁矿石和石灰石在烧结温度为1160～1260℃范围内，烧结60～90min，得到2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸二钙按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰在一定温度(25～60℃)碱液浓度(30～80g/l)条件下，一定固含(200～300g/L)反应6～8小时水化得到水化铁酸钙，这样得到的为六方晶形结构，由于铁水化石榴石为立方晶形结构，还需再在较高温度、较高碱浓度的条件下进行转相处理后形成立方晶形结构，才能作为溶出添加剂使用，达到降低碱耗，提高氧化铝回收率的目的，添加剂制备流程很复杂。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种可以优化转相过程，制备流程简单，能满足降低溶出赤泥的铝硅比、钠硅比，使拜尔法溶出赤泥可以直接外排，达到取消混联法生产氧化铝的烧结法部分，使中、低品位的一水硬铝石型铝土矿能采用纯拜尔法处理目的拜尔法溶出添加剂制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实施的。
一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，其特征在于制备过程为：
a.用铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3；
b.按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件如下：碱液浓度Nk为100-300g/L，固含为50-300g/L，温度为80～160℃，反应时间0.5-16小时，得到添加剂。
本发明一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，用铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加石灰在一定的条件下转相处理，形成立方晶形结构，作为溶出添加剂使用，矿石中的硅矿物最终转化为以铁水化石榴石的形式析出降低溶出赤泥的铝硅比和钠硅比。
使用本发明的一种拜尔法溶出添加剂制备方法制备的添加剂时，是按铝土矿中的硅全部生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝1.5～2.6加入添加剂，进行拜尔法溶出，其溶出赤泥的铝硅比为0.5～0.9钠硅比为0.10～0.30。
本发明的方法，直接使用2CaO·Fe2O3，不水化，直接转相，制备过程即可简化。同样能降低溶出赤泥的铝硅比、钠硅比，使拜尔法溶出赤泥可以直接外排，达到取消混联法生产氧化铝的烧结法部分，使我国大部分中、低品位的一水硬铝石型铝土矿能采用纯拜尔法处理的目的。简化了添加剂水化铁酸钙的制备流程，用铁矿石和石灰石铁酸钙2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰在一定条件下进行转相即可形成立方晶形结构，作为溶出添加剂使用，在溶出过程中能使铝土矿石中的硅矿物，
转变为铁水化石榴石成为赤泥中的主要成分，达到降低赤泥铝硅比和钠硅比的目的，在拜尔法生产氧化铝的工艺过程中，加入添加剂能提高拜尔法生产过程中氧化铝的回收率，降低碱耗，最终使我国氧化铝工业能够采用拜尔法处理中低品位的一水硬铝石矿。
具体实施方式
一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，将铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰在以下条件下转相即可得到可用的溶出添加剂，转相条件：碱液浓度Nk为100-300g/L，固含为50-300g/L温度为80～160℃，时间0.5-16小时。得到合适的溶出添加剂。按铝土矿中的硅全部生成铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2.(6-2n)H2O中的系数为n＝1.5～2.6加入添加剂3CaO·Fe2O3·6H2O，进行拜尔法溶出，其溶出赤泥的铝硅比为0.5～0.9，钠硅比为0.10～0.30。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为260g/L，固含为80g/L，反应温度150℃，反应2小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行45分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.73，钠硅比为0.20。
实施例2
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为260g/L，固含为80g/L，反应温度160℃，反应1小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行45分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.67钠硅比为0.21。
实施例3
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为260g/L，固含为180g/L，反应温度130℃，反应4小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行45分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.68，钠硅比为0.19。
实施例4
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为180g/L，固含为80g/L，反应温度150℃，反应2小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行45分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.63，钠硅比为0.18。
实施例5
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为280g/L，固含为180g/L，反应温度150℃，反应2小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行60分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.62，钠硅比为0.17。
实施例6
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为220g/L，固含为180g/L，反应温度140℃，反应4小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在250℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.74，钠硅比为0.20。
实施例7
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为280g/L，固含为120g/L，反应温度130℃，反应3小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行60分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.79，钠硅比为0.22。
实施例8
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为220g/L，固含为150g/L，反应温度160℃，反应1小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.76，钠硅比为0.21。
实施例9
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为200g/L，固含为150g/L，反应温度90℃，反应10小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行60分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.68，钠硅比为0.20。
实施例10
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为220g/L，固含为100g/L，反应温度100℃，反应8小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行45分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.77，钠硅比为0.20。
实施例11
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为220g/L，固含为100g/L，反应温度120℃，反应6小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.61，钠硅比为0.22。
实施例12
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为260g/L，固含为80g/L，反应温度140℃，反应3小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的温度下进行60分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.74，钠硅比为0.20。
实施例13
用铁矿石和石灰石在1180℃、90分钟烧成得到铁酸二钙，按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件为碱液Nk为220g/L，固含为80g/L，反应温度150℃，反应2小时后得到添加剂。再用工业现场的蒸发母液溶出铝硅为6的河南普铝矿，按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中系数为n＝2.0配入添加剂水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O，在250℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.72，钠硅比为0.18。
Claims (1)
1.一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，其特征在于制备过程为：
a.用铁矿石和石灰石烧成铁酸二钙2CaO·Fe2O3；
b.按CaO与铁酸钙的配料比为1比1，加入石灰进行转相处理，转相条件如下：碱液浓度Nk为100-300g/L，固含为50-300g/L，温度为80～160℃，反应时间0.5-16小时，得到添加剂。
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| CN1235802C (zh) * | 2003-04-18 | 2006-01-11 | 中国铝业股份有限公司 | 一种拜尔法溶出方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 中国拜尔法氧化铝生产技术的发展方向. 尹中林.轻金属，第4期. 2000 |
| 中国拜尔法氧化铝生产技术的发展方向. 尹中林.轻金属，第4期. 2000 * |
| 添加水化铁酸钙拜耳法新工艺的机理、研究进展及应用前景. 李新华，刘丕旺，朱金勇，晏唯真，王亚东，武国宝.中国有色金属学会第六届学术年会论文集. 2005 |
| 添加水化铁酸钙拜耳法新工艺的机理、研究进展及应用前景. 李新华，刘丕旺，朱金勇，晏唯真，王亚东，武国宝.中国有色金属学会第六届学术年会论文集. 2005 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1888096A (zh) | 2007-01-03 |
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