CN101113001A - 一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，涉及一种采用拜耳法处理中低品位铝土矿生产氧化铝的方法。其特征在于在采用的拜耳法工艺过程中，溶出过程是在中低品位铝土矿加入脱铝渣代替石灰作为添加剂，进行拜耳法溶出；溶出后赤泥经反向洗涤后与循环碱液混合，添加的石灰后进行溶出反应后，浆液分离出赤泥外排，得到的溶液部分反向洗涤拜耳法溶出赤泥后送拜耳法系统补碱，部分添加石灰反应后得到脱铝渣和拜耳法赤泥湿法处理的循环碱液，脱铝渣水合铝酸钙替代石灰添加到拜耳法溶出。本发明的方法为全湿法处理、流程简单、能耗低、碱耗低、氧化铝回收率高，适宜处理我国中低品位为主的铝土矿，资源利用率高，外排的赤泥量小，赤泥易于综合利用。
Description
技术领域
一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，涉及一种采用拜耳法处理中低品位铝土矿生产氧化铝的方法。
技术背景
我国铝土矿资源多为高铝、高硅、低铁、中等品位的一水硬铝石型铝土矿，铝硅比为4～6铝土矿占60％以上。氧化铝的生产主要采用混联法，生产过程能耗高、流程复杂。为降低碱耗、能耗以及更有效地利用铝土矿资源，相应地逐渐开发并应用了选矿拜耳法、石灰拜耳法、串联法等新的生产工艺。在上述生产工艺中存在一些问题，如选矿拜耳法、石灰拜耳法的氧化铝回收率低；串联法虽能提高资源的利用率，但其还存在烧结法，能耗仍较大。拜耳水化法、水热法能提高氧化铝的回收率，又能降低碱耗、能耗，处理中低品位铝土矿有较大的优势，但存在高αK溶液难以得到，高αK溶液分解较难，或者采用沉铝的方法处理，又存在沉铝渣较多，不能有效回收等问题，因此难以实现工业化。
发明内容
本发明的目的针对上述已有技术存在的不足，提出一种为全湿法处理方式、流程简单、能耗低、碱耗低、氧化铝回收率高、资源利用率高、外排的赤泥量小易于综合利用的中低品位铝土矿生产氧化铝的方法。
本发明的方法是通过以下技术方案实现的。
一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于在采用的拜耳法工艺过程中，溶出过程是在中低品位铝土矿中加入脱铝渣代替石灰作为添加剂，进行拜耳法溶出；溶出后赤泥经反向洗涤后与循环碱液混合，添加石灰后进行溶出处理后，浆液分离出赤泥外排，得到的溶液部分反向洗涤拜耳法溶出赤泥后送拜耳法系统补碱，部分添加石灰反应后得到脱铝渣和拜耳法赤泥湿法处理的循环碱液，脱铝渣水合铝酸钙替代石灰添加到拜耳法溶出。
本发明的一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于拜耳法溶出过程的工艺条件为：中低品位铝土矿的铝硅比A/S为3～9，脱铝渣的添加量为按CaO计占所加铝土矿重量的5％～15％，循环母液Nk为180～280g/L，铝土矿的加入量按溶出αK1.35～1.6，赤泥A/S为1～1.6计算，溶出处理温度为240～290℃，溶出时间10～120min。
本发明的一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于拜耳赤泥进行溶出反应时，添加的石灰量至控制料浆中总石灰量为钙硅比C/S为0.5～2.5，溶出采用的循环碱液的苛性碱浓度Nk为30～260g/L、Al2O3≤20g/L，拜耳赤泥的加入量为10～350g/L循环碱液，在200～300℃温度下溶出为5～150min。
本发明的一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其拜耳法溶出的目的是回收氧化铝，拜耳赤泥湿法溶出处理的目的为回收氧化钠。
本发明的方法适于处理铝硅比A/S为3～9的中低品位铝土矿。拜耳法溶出时，用脱铝渣代替石灰作溶出添加剂，在现有的拜耳法工业条件下溶出，溶出液αk为1.35～1.60，赤泥铝硅比A/S为1.0～1.6，钠硅比N/S为0.35～0.65。拜耳法溶出的主要目的是回收氧化铝，赤泥铝硅比A/S要低，钠硅比N/S可较高。拜耳法赤泥湿法处理用苛性碱浓度Nk为30～260g/L，Al2O3≤20g/L，总石灰量控制在钙硅比C/S(C/S：弃赤泥中CaO与SiO2的质量比)为0.5～2.5，温度为200～300℃，时间5～150min，处理后得到的溶液αk≥6，拜耳赤泥湿法处理后的弃赤泥铝硅比A/S为0.2～0.8，钠硅比为0.01～0.30；拜耳赤泥湿法处理的主要目的为回收氧化钠。拜耳法赤泥湿法处理得到的高αk溶液小部分反向洗涤拜耳法赤泥后送去补充拜耳法系统补碱，大部分添加石灰脱铝，得到拜耳法赤泥湿法处理用碱液，循环处理下一批拜耳溶出赤泥。拜耳法溶出后赤泥先用湿法处理得到的高αk溶液反向洗涤后，再进行湿法处理，反向洗涤后的溶液送拜耳法系统补碱。
本发明的方法的流程合理、易于操作，现有的混联法氧化铝厂增加一套湿法溶出系统即可去掉能耗高、流程复杂的烧结法系统，大大降低了生产氧化铝的能耗。
本发明的方法采用两个湿法循环系统处理中低品位铝土矿，即拜耳法溶出为常规的拜耳法母液溶出，拜耳赤泥湿法处理为高αk碱液溶出。
本发明的方法的特征是拜耳法溶出时添加脱铝渣(拜耳法赤泥湿法处理后溶液脱铝得到)作为溶出添加剂。
本发明的方法的特征是大部分拜耳法赤泥湿法处理后溶液添加石灰，与溶液中的氧化铝反应，基本除掉了溶液中氧化铝，实现了拜耳赤泥湿法处理循环碱液的再生，得到的脱铝渣为拜耳法溶出提供了添加剂。
本发明的方法的特征是外排赤泥中Al2O3、Na2O含量较低，石灰的加入量较少，提高了资源的利用率，减少了外排的赤泥量。
本发明的方法的特征是外排赤泥中Na2O含量较低，有利于赤泥的综合利用。
本发明的方法适用于采用中低品位铝土矿生产氧化铝的工厂，本发明的方法在提高铝土矿资源利用率，降低生产氧化铝能耗、碱耗方面将发挥积极的作用，具有很好的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明的方法工艺流程图
具体的实施方式
一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，铝硅比A/S为3～9的中低品位铝土矿，添加脱铝渣作为溶出添加剂，添加量为：按CaO计占所加铝土矿重量的5％～15％，在现有拜耳法工业条件下溶出，控制溶出液aK为1.35～1.6，赤泥铝硅比A/S为1.0～1.6，钠硅比N/S为0.35～0.65，这就是拜耳法溶出；拜耳法溶出赤泥经反向洗涤后进入拜耳法赤泥湿法处理工序，即与中低浓度碱液混合，苛性碱浓度Nk为30～260g/L，Al2O3≤20g/L，总石灰量控制在钙硅比C/S(C/S：弃赤泥中CaO与SiO2的质量比)为0.5～2.5，拜耳赤泥的加入量为10～350g/L循环碱液溶出温度200～300℃，溶出时间5～150min，处理后的溶液αk≥6，弃赤泥的铝硅比A/S为0.2～0.8，钠硅比为0.01～0.30；拜耳赤泥湿法处理后浆液分离得到外排赤泥，得到的溶液一小部分反向洗涤拜尔赤泥后与拜耳法部分的分解母液混合送蒸发工序，大部分溶液添加石灰与溶液中的氧化铝反应脱铝，石灰的加入量为溶液中的氧化铝完全与氧化钙反应所需的石灰量，脱铝后的碱液循环处理下一批拜耳法溶出赤泥，脱铝渣作为拜耳法溶出添加剂。
实施例1
铝土矿的铝硅比A/S为3，拜耳法溶出温度250℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，用拜耳法赤泥湿法处理循环碱液再生过程产生的脱铝渣作溶出添加剂，溶出时间90min，溶出液aK为1.48，溶出赤泥铝硅比A/S为1.5；拜耳法赤泥湿法处理温度290℃，循环碱液浓度为30g/L，总石灰加入量钙硅比为1.0，溶出时间20min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.5，钠硅比N/S为0.10。
实施例2
铝土矿的铝硅比A/S为4，拜耳法溶出温度260℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间60min，溶出液ak为1.50，溶出赤泥铝硅比A/S为1.4；拜耳法赤泥湿法处理温度260℃，循环碱液浓度为90g/L，总石灰加入量钙硅比为1.2，溶出时间90min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.60，钠硅比N/S为0.15。
实施例3
铝土矿的铝硅比A/S为5，拜耳法溶出温度270℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间60min，溶出液aK为1.50，溶出赤泥铝硅比A/S为1.30；拜耳法赤泥湿法处理温度250℃，循环碱液浓度为130g/L，总石灰加入量钙硅比为1.4，溶出时间80min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.65，钠硅比N/S为0.18。
实施例4
铝土矿的铝硅比A/S为6，拜耳法溶出温度280℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间50min，溶出液aK为1.50，溶出赤泥铝硅比A/S为1.2；拜耳法赤泥湿法处理温度240℃，循环碱液浓度为170g/L，总石灰加入量钙硅比为1.9，溶出时间120min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.55，钠硅比N/S为0.12。
实施例5
铝土矿的铝硅比A/S为7，拜耳法溶出温度260℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间70min，溶出液aK为1.50，溶出赤泥铝硅比A/S为1.1；拜耳法赤泥湿法处理温度250℃，循环碱液浓度为190g/L，总石灰加入量钙硅比为2.1，溶出时间150min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.65，钠硅比N/S为0.12。
实施例6
铝土矿的铝硅比A/S为8，拜耳法溶出温度260℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间90min，溶出液aK为1.55，溶出赤泥铝硅比A/S为1.1；拜耳法赤泥湿法处理温度280℃，循环碱液浓度为30g/L，总石灰加入量钙硅比为1.9，溶出时间30min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.66，钠硅比N/S为0.13。
实施例7
铝土矿的铝硅比A/S为9，拜耳法溶出温度270℃，循环碱液苛性碱浓度Nk为230g/L，aK为3.0，溶出时间60min，溶出液aK为1.50，溶出赤泥铝硅比A/S为1.25；拜耳法赤泥湿法处理温度260℃，循环碱液浓度为130g/L，总石灰加入量钙硅比为0.9，溶出时间90min，溶出赤泥铝硅比A/S为0.60，钠硅比N/S为0.15。
Claims (3)
1.一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于在采用的拜耳法工艺过程中，溶出过程是在中低品位铝土矿中加入脱铝渣代替石灰作为添加剂，进行拜耳法溶出；溶出后赤泥经反向洗涤后与循环碱液混合，添加石灰后进行溶出处理后，浆液分离出赤泥外排，得到的溶液部分反向洗涤拜耳法溶出赤泥后送拜耳法系统补碱，部分添加石灰反应后得到脱铝渣和拜耳法赤泥湿法处理的循环碱液，脱铝渣水合铝酸钙替代石灰添加到拜耳法溶出。
2.根据权利要求1所述的一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于拜耳法溶出过程的工艺条件为：中低品位铝土矿的铝硅比A/S为3～9，脱铝渣的添加量为按CaO计占所加铝土矿重量的5％～15％，，循环母液Nk为180～280g/L，铝土矿的加入量按溶出αK1.35～1.6，赤泥A/S为1～1.6计算，溶出处理温度为240～290℃，溶出时间10～120min。
3.根据权利要求1所述的一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其特征在于拜耳赤泥添进行溶出反应时，添加的石灰量至控制料浆中总石灰量为钙硅比C/S为0.5～2.5，溶出采用的循环碱液的苛性碱浓度Nk为30～260g/L、Al2O3≤20g/L，拜耳赤泥的加入量为10～350g/L循环碱液，在200～300℃温度下溶出为5～150min。
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