CN100594182C - 反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法，涉及一种氧化铝的生产方法，特别是采用反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法其特征在于：a.用反浮选精矿、石灰乳、碱液配制成的原矿浆；b.将矿浆预热至220℃、进行脱硅脱钛反应，然后再加热至260-280℃，在停留保温罐中进行保温溶出30-90分钟；c.晶种分解采用具有高温附聚、低温长大和中间降温过程的一段法种分生产氧化铝工艺；d.赤泥沉降分离过程中，赤泥沉降分离槽和洗涤沉降槽的泡沫高位槽及泡沫收集槽。本发明的方法，利用了低品位铝土矿经过反浮选脱硅得到的精矿，丰富了我国低品位一水硬铝石型铝土矿资源利用的技术体系，扩大我国可利用的铝土矿资源量，确保我国铝工业持续可发展。
Description
技术领域
反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法，涉及一种氧化铝的生产方法，特别是采用反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法。
背景技术
我国铝土矿绝大多数为中低品位(原矿铝硅比4-6)的一水硬铝石型铝土矿，统计资料显示，铝硅比在5～8间的铝土矿约占总储量的80％，平均品位含Al2O362.98％、SiO211.32％、平均A/S5.56。其中含硅矿物有高岭石、伊利石、叶腊石、绿泥石、白云母、地开石、石英、蒙脱石、硅线石、长石等。因此，一般认为我国铝土矿适宜采用烧结法或我国独创的联合法生产氧化铝。目前，这两种方法已成为我国氧化铝生产的主要生产方法，其生产能力约占全国产能94％。但是这两种方法存在工艺流程长、建设投资大、生产成本高，生产能耗高等缺点。世界上其他国家的铝土矿大多采用工艺流程简单、设备费用和基建投资少、能耗低的拜耳法生产，产品质量好。我国氧化铝的生产能耗是国外拜耳法生产厂的2～4倍。
铝土矿质量的好坏，主要取决于矿石类型和品位。在矿石类型一定的情况下，矿石铝硅比是影响氧化铝生产经济指标的主要因素。因此，通过选矿脱硅的手段提高矿石的铝硅比，再采用流程简单、能耗较低的拜耳法处理，是提高氧化铝生产经济效益的有效办法。
铝土矿正浮选脱硅生产氧化铝方法就是基于上述目的开发出来的，可在原矿铝硅比4-8情况下，通过正浮选过程，得到铝硅比大于10的正浮选精矿，由于正浮选是以一水硬铝石为目的矿物，通过选矿药剂将其捕收上来，因此，正浮选精矿中夹带了一定量的选矿药剂，在生产氧化铝的工艺过程中，经过高温下与碱反应，这些药剂降解为低分子的化合物，最终以草酸盐的形式存在于系统中，经过一定时间的积累，将会影响氧化铝的正常生产。
发明内容
本发明是针对上述已有技术存在的不足，提供一种中低品位铝土矿进行反浮选脱硅所得反浮选精矿生产氧化铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法，包括铝土矿反浮选精矿的原矿浆制备、精矿的预脱硅、管道预热，高压溶出，溶出赤泥的稀释沉降、铝酸钠溶液分解、氢氧化铝焙烧工序，其特征在于：
a.用反浮选精矿、石灰乳、碱液配制成的原矿浆，其固相主要成分为Al2O3：50％-70％，SiO2：5.0％-7.0％，CaO：5％-20％，液相主要成分为：Na2Ok：220-240g/l，Al2O3：95-115g/l，固含为220-300g/l；
b.精矿溶出采用管道预热-脱硅脱钛-停留罐溶出技术，将矿浆预热至220℃、进行脱硅脱钛反应，然后再加热至260-280℃，在停留保温罐中进行保温溶出30-90分钟；
c.晶种分解采用具有高温附聚、低温长大和中间降温过程的一段法种分生产氧化铝工艺，精液中加入100～800g/l的氢氧化铝做晶种，保持分解初温70～85℃，经过4～14小时的自然降温，温度达到68～80℃，中间经过降温幅度为6～14℃的急降温后，经40～60小时的自然降温分解至终温为45～55℃，所得分解产物经分级后，粗粒子做氢氧化铝产品，其余部分做晶种进入下一轮分解过程；
d.赤泥沉降分离过程中，不设置赤泥沉降分离槽和洗涤沉降槽的泡沫高位槽及泡沫收集槽。
本发明的方法用于氧化铝生产的原料为低品位铝土矿经过反浮选脱硅工艺获得的反浮选精矿，精矿的铝硅比为8-15。含铝矿物为一水硬铝石，含硅矿物主要为高岭石和伊利石。反浮选精矿粒度控制在小于75微米的粒子含量为60％-80％。
原矿浆配制过程中，所用碱液由液体烧碱和蒸发母液调配而成；石灰乳用水或铝酸钠溶液加石灰配制而成，精矿不需磨细，直接进行混合、配制。
赤泥沉降分离过程中，不用设置专利号为00113438.8，“一水硬铝石精矿生产氧化铝方法”中，赤泥沉降分离槽和洗涤沉降槽的泡沫高位槽及泡沫收集槽。
高压溶出可以在停留保温罐中进行，也可以在管道化溶出器或压煮溶出器中进行。
本发明提出了反浮选精矿生产氧化铝工艺，将含硅脉石矿物作为泡沫产品浮出，一水硬铝石矿留在浮选槽内，使得反浮选精矿中基本不携带选矿药剂，在反浮选精矿生产氧化铝的过程中，避免了选矿药剂对过程的影响。
将反浮选精矿用于拜耳法生产氧化铝工业过程，丰富了我国低品位一水硬铝石型铝土矿资源利用的技术体系，扩大我国可利用的铝土矿资源量，确保我国铝工业持续可发展，提高我国氧化铝工业参与国际市场的竞争能力。
本发明的铝土矿反浮选精矿生产氧化铝方法，用反浮选精矿、石灰乳、碱液配制成合格的原矿浆。精矿中的主要含硅矿物为高岭石和伊利石，通过矿浆预脱硅，除去几乎全部的高岭石，在矿浆预热过程中，随着预热温度的升高，主要含硅矿物伊利石开始与碱液反应，一水硬铝石也缓慢的溶出，在260～280℃温度下停留30～90分钟，使精矿中的一水硬铝石尽可能地溶出，以铝酸钠的形式进入溶液中，硅、钛矿物转化为铝硅酸钠、水化石榴石、钙钛矿等进入赤泥中。溶出料浆经过自蒸发器和缓冲罐降温后，进入稀释沉降系统进行赤泥分离、洗涤，溶液经叶滤后，精液采用具有高温附聚、低温长大和中间降温过程的一段法种分生产氧化铝工艺。
铝土矿反浮选精矿生产氧化铝方法，反浮选精矿中基本不含选矿药剂，在拜耳法生产过程中几乎没有有机物的影响及积累问题，为氧化铝生产创造了有利条件。
附图说明
附图为本发明的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
将石灰制成有效钙含量大于150g/l的石灰乳后，按有效钙为精矿量的5-20％加入石灰乳，与碱液以及反浮选精矿配制成要求的合格原矿浆，预脱硅后，送入管道进行预热，在260～280℃溶出温度下，高压溶出30-90分钟，溶出料浆经料浆自蒸发器和缓冲器降温后，进入稀释沉降系统进行赤泥沉降分离和洗涤，精制后的铝酸钠溶液进行晶种分解，分解条件为：精液中加入100～800g/l的氢氧化铝做晶种，保持分解初温70～85℃，经过4～14小时的自然降温，温度达到68～80℃，中间经过降温幅度为6～14℃的急降温后，经40～60小时的自然降温分解至终温为45～55℃，所得分解产物经分级后，粗粒子做氢氧化铝产品，氢氧化铝经过焙烧后得到产品氧化铝。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
采用铝硅比为8，-75微米含量为80％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的5％石灰乳和碱液苛性碱浓度为230g/l的碱液配制成合格原矿浆，在260℃的溶出温度下，溶出90分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.6，溶出液分子比1.50，铝酸钠精液中加入100g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温70℃，经过4小时的自然降温，温度达到68℃，中间经过急降温后温度为60℃，然后经60小时的自然降温分解至终温为45℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数16，-45μ粒子含量为10％。
实施例2
采用铝硅比为12，-75微米含量为60％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的8％石灰乳和碱液苛性碱浓度为220g/l配制成合格原矿浆，在280℃的溶出温度下，溶出30分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.7，溶出液分子比1.45，铝酸钠精液中加入400g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温78℃，经过10小时的自然降温，温度达到70℃，中间经过急降温后温度为60℃，然后经60小时的自然降温分解至终温为45℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数20，-45μ粒子含量为12％。
实施例3
采用铝硅比为15，-75微米含量为75％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的10％石灰乳和苛性碱浓度为220g/l的碱液配制成合格原矿浆，经矿浆预脱硅、管道预热后，在停留保温罐中，于280℃的溶出温度下，溶出30分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.6，溶出液分子比1.45，铝酸钠精液中加入800g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温85℃，经过14小时的自然降温，温度达到80℃，中间经过急降温后温度为66℃，然后经40小时的自然降温分解至终温为55℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数17，-45μ粒子含量为7％。
实施例4
采用铝硅比为8，-75微米含量为80％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的20％石灰乳和苛性碱浓度为240g/l的碱液配制成合格原矿浆，经矿浆预脱硅、管道预热后，在停留保温罐中，于270℃的溶出温度下，溶出60分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.6，溶出液分子比1.49，铝酸钠精液中加入400g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温70℃，经过10小时的自然降温，温度达到68℃，中间经过急降温后温度为60℃，然后经50小时的自然降温分解至终温为50℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数20，-45μ粒子含量为11％。
实施例5
采用铝硅比为12，-75微米含量为70％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的15％石灰乳和苛性碱浓度为230g/l的碱液配制成合格原矿浆，经矿浆预脱硅、管道预热后，在压煮溶出器中，于270℃的溶出温度下，溶出60分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.5，溶出液分子比1.50，铝酸钠精液中加入100g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温80℃，经过4小时的自然降温，温度达到75℃，中间经过急降温后温度为65℃，然后经50小时的自然降温分解至终温为50℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数18，-45μ粒子含量为12％。
实施例6
采用铝硅比为15，-75微米含量为80％的铝土矿反浮选精矿，加入按有效钙计为精矿量的5％石灰乳和苛性碱浓度为240g/l的碱液配制成合格原矿浆，经矿浆预脱硅、管道预热后，在压煮溶出器中，于270℃的溶出温度下，溶出30分钟，溶出赤泥的铝硅比为1.5，溶出液分子比1.51，铝酸钠精液中加入100g/l的氢氧化铝做晶种的条件下，保持分解初温80℃，经过14小时的自然降温，温度达到70℃，中间经过急降温后温度为60℃，然后经60小时的自然降温分解至终温为45℃，经过晶种分解后得到产品氢氧化铝，经焙烧后其氧化铝质量满足国家一级品标准，其物理性质为：磨损指数19，-45μ粒子含量为8％。
Claims (2)
1.反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法，包括铝土矿反浮选精矿的原矿浆制备、精矿的预脱硅、管道预热，高压溶出，溶出赤泥的稀释沉降、铝酸钠溶液分解、氢氧化铝焙烧工序，其特征在于：
a.用反浮选精矿、石灰乳、碱液配制成的原矿浆，其固相主要成分为Al2O3：50％-70％，SiO2：5.0％-7.0％，CaO：5％-20％，液相主要成分为：Na2Ok：220-240g/l，Al2O3：95-115g/l，固含为220-300g/l；
b.精矿溶出采用管道预热-脱硅脱钛-停留罐溶出技术，将矿浆预热至220℃、进行脱硅脱钛反应，然后再加热至260-280℃，在停留保温罐中进行保温溶出30-90分钟；
c.晶种分解采用具有高温附聚、低温长大和中间降温过程的一段法种分生产氧化铝工艺，精液中加入100～800g/l的氢氧化铝做晶种，保持分解初温70～85℃，经过4～14小时的自然降温，温度达到68～80℃，中间经过降温幅度为6～14℃的急降温后，经40～60小时的自然降温分解至终温为45～55℃，所得分解产物经分级后，粗粒子做氢氧化铝产品，其余部分做晶种进入下一轮分解过程；
d.赤泥沉降分离过程中，不设置赤泥沉降分离槽和洗涤沉降槽的泡沫高位槽及泡沫收集槽。
2.根据权利要求1所述的反浮选铝土矿精矿生产氧化铝的方法，其特征在于：反浮选精矿由原矿铝硅比4-6的铝土矿经过反浮选脱硅工艺获得，精矿的铝硅比为8-15，反浮选精矿粒度控制在小于75微米的粒子含量为60-80％。
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