CN1010578B - 一种适于高铝硅比铝土矿的石灰石(石灰)烧结法 - Google Patents
一种适于高铝硅比铝土矿的石灰石(石灰)烧结法Info
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Abstract
本发明是利用铝土矿和石灰石(石灰)的高温反应机理而设计的一种适于处理高铝硅比的铝土矿,而生产化工级氢氧化铝的新型烧结工艺,它对于铝硅比(Al2O3/SO2简写为A/S)>8的铝土矿处理,具有显著的经济效益,其流程简单,碱耗低,溶出率高,建厂投资少。本发明的烧结工艺也适于冶金级氢氧化铝和氧化铝的生产。
Description
本发明属于铝工业中氧化铝的生产方法,它是处理高铝硅比的一水硬铝石型铝土矿的一种加工方法。具体地说,本发明是石灰石(石灰)烧结法处理-水硬铝石型铝土矿生产化工级氢氧化铝的方法,本烧结法也可运用到冶金级氢氧化铝和氧化铝的生产中。
传统的石灰石烧结法只适于处理低铝硅比(A/S=0.7~2.0)的高硅铝土矿;而目前国内外普遍采用的石灰烧结法,是以铝土矿和石灰石(石灰)加碱混合配料烧成,其实质上是碱石灰烧结法,它只适于处理A/S=3~3.5的铝土矿,且烧成熟料中除铝酸钙相外,还含有铝酸钠,上述工艺中,熟料溶出采用含有NaOH、NaAl(OH)4和Na2CO3混合成分的碳分母液返回溶出熟料,赤泥洗液也返回熟料溶出系统。脱硅的硅渣返回配料烧结,其生料配比按生成12CaO.7Al2O3相进行配料,因此配料的钙比(CaO/Al2O3)要求严格。由上述可知目前的石灰烧结法存在着处理矿石品位低,溶出率低,铝酸钠溶出液浓度低,碱耗高、建厂投资大等问题。
本发明的目的是提供一种高铝硅比铝土矿制取氢氧化铝的烧结法。
本发明是这样实现的:将高铝硅比铝土矿和石灰石(石灰),按钙比CaO/Al2O3=1~2.0混合配料,然后加入燃烧窑内烧结,烧成料经冷却出料即为铝酸钙熟料,而后用调整后的纯Na2CO3分解母液进行熟料溶出。得到含铝酸钠的赤泥溶出浆液,将此浆液过滤分离,再进行碳酸化化解,当Na2O全=Na2O碳时,即达到分解终点,出料过滤,滤出碳分母液是Na2CO3溶液,经调整Na2CO3浓度后返回熟料溶出,固体氢氧化铝进行水洗涤,洗涤干净的氢氧化铝即为成品。
图1为工艺流程图,以下结合工艺流程图对本发明进行详细说明:
本发明中,首先将A/S>8的一水硬铝石型铝土矿和石灰石或石灰。分别粉碎到60目以下,按钙比CaO/Al2O3=1~2.0混合配料,混合均匀的生料经制球后加入燃烧窑内烧结,其烧结温度控制在1200~1450℃范围内,烧结30~120分钟,烧结料经冷却出料即为铝酸钙熟料、而后用调整后的Na2CO3分解母液进行熟料溶出,其溶出液固比为L/S=3~6,溶出温度保持在70~110℃范围内,常压搅拌湿磨溶出5~120分钟,即得到含铝酸钠的赤泥溶出浆液,将此浆液快速过滤分离,滤液进入碳分槽,赤泥固相经水洗涤后排出弃去。赤泥洗液经蒸发器浓缩后与滤液合并进入碳分槽中,进入碳分槽的溶出液和赤泥洗液通入含CO2的烧成窑气或石灰炉窑气进行碳酸化分解,其分解温度保持在60~90℃范围,CO2的通气压力为1~1.5kg/cm2,机械搅拌。在溶液中通入CO2后,其中的NaOH被逐步中和成Na2CO3,而溶液中的Al(OH)3也逐步从液相中析出,当溶液中的CO2/Na2O分子比为1时,溶液中的NaOH被全部中和成Na2CO3,致此Al(OH)3接近全部从液相中析出,此时Na2O全=Na2O碳即为完全碳酸比分解终点(此过程的控制靠取样分析溶液中的总碱量-Na2O全和碳酸钠-Na2O碳含量的数值来确定Na2O全=Na2O碳分解终点)。便可停止通气,出料过滤,滤出碳分母液是Na2CO3溶液。经补充水和新的Na2CO3来调整Na2CO3浓度后返回熟料溶出。固体氢氧化铝进行水洗涤,洗液经蒸发浓缩到一定浓度后直接与碳分母液合并,一起返回熟料溶出。
洗涤干净的固体即为氢氧化铝成品,包装即可出售,其成品含水率在8~20%以内,含Fe2O3<0.1%,含Na2O<1%,符合化工级部颁氢氧化铝产品标准。
在本发明的工艺流程中若增加脱硅工序后,即可生产冶金级部颁标准的氢氧化铝和氧化铝。
本发明和原有工艺相比,具有以下优点:
1.仅用铝土矿和石灰石(石灰)配料烧结,无须加入纯碱配料。因此烧成熟料中以铝酸钙相为主,而无铝酸钠生成,从而避免了烧结的碱耗。
2.实现高品位铝土矿低钙比配料,其配料的钙比范围宽,从而降低了物料流量,易控制操作。
3.以纯Na2CO3分解母液返回熟料溶出,从而使Al2O3的溶出率得到提高。
4.赤泥洗液不返回溶出系统,经蒸发浓缩后进入碳酸化分解槽,这样避免了溶出调整液中混入苛性碱溶液。提高了熟料的Al2O3溶出率。
5.化工级氢氧化铝生产流程中删去脱硅工序,避免了硅渣返回配料烧成,简化了流程。
6.实现铝酸钠溶液的:“完全碳酸化”分解,从而保证了分解母液为纯Na2CO3溶液返回熟料溶出,大大提高了单位设备产能,减少了流程中Al2O3的循环量和损失。
文中:Na2O全-即Na2OT是以氧化钠表示的总碱量(克/升)Na2O碳-即Na2Oc,是以氧化钠表示的Na2CO3量(克/升)附表1是使用原料和烧成熟料成份表。附表2是烧成熟料的溶出结果。附表3是几种生产方法的经济技术指标对比。
表1
成份% SiO2Fe2O3Al2O3CaO TiO2A/S
河南产石灰石 0.19 0.65 0.70 55.15 / /
河南铝土矿1#8.99 1.00 72.25 / / 8.9
河南铝土矿2#5.04 1.30 75.0 / 3.30 14.90
烧成熟料1#6.08 1.40 48.70 42.20 2.00 /
烧成熟料2#3.75 1.60 52.10 41.30 2.15 /
表3
生产方法 本发明 传统石灰石 碱石灰烧结法 拜耳法
烧结法
铝土矿品位A/S 8.80 1.49 3.50 8.86
铝土矿用量T/T-Al2O31.93 2.73 1.93 1.53
石灰石用量T/T-Al2O32.18 5.77 1.65 0.11
熟料单耗T/T-Al2O32.80 5.80 3.75
Al2O3溶出率% 85 76 72 83
Al2O3分介率% 95 85 54
化学碱耗kgNa2CO3/T-Al2O335.4 115 60 132
建厂投资元/T-Al2O3600 1500 2000~2500
注:资料来源于“轻金属”杂志,1987年,NO10,P13-16
Claims (2)
1、一种适于高铝硅比铝土矿生产氢氧化铝的石灰石(石灰)烧结法,其特征在于:仅以铝土矿和石灰石(石灰)配料,采用的配料比是Cao/Al2O3的分子比为1.1~1.2,配料后在1200~1450℃下烧结;烧结后的铝酸钙熟料以Na2CO3溶液常压下进行溶出,溶出温度为70~110℃;溶出后的铝酸钠溶液进行“完全碳酸化”分解,即控制Na2O全=Na2O碳为碳酸化分解终点。分解后的母液为Na2CO3溶液,返回熟料溶出。
2、根据权利要求1所述的高铝硅比铝土矿生产氢氧化铝的石灰石(石灰)烧结法,其特征在于:无硅渣返回配料烧成;溶出后赤泥洗液,经蒸发浓缩后进入碳分槽。
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