CN101928025A - 串联法生产氧化铝的方法 - Google Patents
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Abstract
一种串联法生产氧化铝的方法包括：对铝土矿拜尔法溶出得到铝硅重量比为1.0～2.0的拜尔法赤泥；向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰烧结得到烧结熟料，其中控制烧结熟料中的钙铁分子比为1～1.5，钠铝分子比为1～1.05，及钙硅分子比为2.0-2.05；对烧结熟料溶出得到烧结法溶出矿浆；从烧结法溶出矿浆中分离出烧结法赤泥得到烧结法溶出浆液；将烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆混合并进行稀释和脱硅；从脱硅后的分离溢流中分离出拜耳法赤泥；和使分离出拜耳法赤泥的分离溢流析出氢氧化铝、分离出并焙烧氢氧化铝得到氧化铝。根据本发明的方法，易进行生料浆烧结、烧结熟料质量和溶出率提高，从而氧化铝溶出率提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产氧化铝的方法，尤其是涉及一种串联法生产氧化铝的方法。
背景技术
铝工业在19世纪末问世以来，发展十分迅速。在现代工业技术的许多部门以及日常生活中，铝都获得了广泛的应用。这是由于铝及其合金具有许多优良的性能，而铝的资源又很丰富。从1890年至1900年，全世界金属铝的总产量约为2.8万吨，到20世纪50年代中叶，铝的产量已经超过铜，而居有色金属之首位。1990年世界原铝产量约为1600多万吨，约占世界有色金属总产量的40％。
氧化铝是电解炼铝的主要原料。从世界范围看，当前氧化铝的生产绝大部分采用铝土矿作为原料，生产方法主要是拜耳法，少数采用烧结法、联合法及其他方法。
中国专利申请CN101070172A公开了一种拜耳-烧结串联法生产氧化铝的方法，其过程依次为：(1)首先采用拜尔法处理铝土矿，将得到的铝硅比为1.0～2.0的拜耳法赤泥，配入碳酸钠、石灰石或石灰，控制氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比的碱比为0.90～1.05，氧化钙与氧化硅的分子比，即钙比为2.00～2.15，进行烧结；(2)对烧成后的熟料在氧化铝浓度为为40～90g/l、液固比为3～5的条件下溶出，使赤泥沉降分离在氧化铝浓度为60～130g/l、固含为50～100g/l的条件下进行；或者直接加大熟料溶出过程的液固比，使赤泥沉降分离在氧化铝浓度为60～130g/l、固含为50～100g/l的条件下进行；(3)熟料溶出后的粗液直接进入拜耳法溶出矿浆，先合流然后进行脱硅。专利申请首先利用简单、经济的拜耳法回收矿石中的大部分氧化铝，并将拜耳法所产生的赤泥在采用烧结法处理，进一步回收其中的氧化铝。
但是，拜耳法所产生的拜耳法赤泥通常含有铁，在上述方法中由于仅控制氧化钠与氧化铝和氧化铁的分子比的为0.90～1.05，烧结过程中生成了大量的铁酸钠，造成烧成困难。例如，在铁酸钠的含量超过8％时，烧结过程中烧结料在烧结窑内结圈非常严重，影响了烧结的正常进行，需要经常维护，当结圈严重时，甚至烧结无法进行，由此无法实现真正意义上的串联法生产氧化铝。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种烧结容易进行、烧结熟料质量和溶出率提高的串联法生产氧化铝的方法。
根据本发明的串联法生产氧化铝的方法包括：对铝土矿进行拜尔法溶出得到其中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.0～2.0的拜尔法赤泥；向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰制备生料并进行烧结得到烧结熟料，其中控制烧结熟料中氧化钙与氧化铁的分子比为1.5±0.1，氧化钠与氧化铝的分子比为1.0±0.01，及氧化钙与氧化硅的分子比为2.0±0.1；对烧结熟料进行溶出得到烧结法溶出矿浆；从烧结法溶出矿浆中分离出烧结法赤泥得到烧结法溶出浆液；将烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆进行混合稀释和脱硅；从脱硅后的混合浆液中分离出拜耳法赤泥；和使分离出拜耳法赤泥的分离溢流析出氢氧化铝、分离出氢氧化铝、并焙烧氢氧化铝得到氧化铝。
根据本发明的串联法生产氧化铝的方法，由于控制了烧结熟料内的钙铁比，因此生成的铁酸钠的量非常少，从而烧结时不容易结圈，烧结容易进行、烧结熟料质量和溶出率提高，氧化铝的回收率提高。此外，根据本发明的串联法生产氧化铝的方法，由于使用烧结法处理拜耳法赤泥，能够利用低品位的铝土矿生产氧化铝，因此适应性更好，对铝土矿的要求低，有效地利用了资源。
根据本发明的串联法生产氧化铝的方法还具有下列附加技术特征：
在本发明的一个实施例中，在向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰制备生料之前，对拜尔法赤泥进行洗涤并将洗液用于稀释烧结法溶出浆液和拜耳法溶出矿浆。根据该实施例，通过洗涤拜尔法赤泥，可以避免铝的损失，同时提高了烧结熟料的质量，并且洗液返回用于对浆液进行稀释，节约了原料，降低了成本。
在本发明的一个实施例中，对从烧结法溶出矿浆中分离出的烧结法赤泥进行洗涤并且将洗液用于对烧结熟料进行溶出。在根据该实施例的串联法生产氧化铝的方法中，通过洗涤烧结法赤泥，并且洗液返回用于对烧结熟料进行熔出，避免了铝的损失，节约了原料，降低了成本，增加了熟料溶出率。
在本发明的一个实施例中，烧结法溶出浆液经过叶滤后与拜耳法溶出矿浆混合稀释。能够进一步去除烧结法溶出浆液的悬浮物，并且悬浮物可以返回到烧结法赤泥中经过洗涤后丢弃。
在本发明的一个实施例中，对烧结后得到的熟料进行溶出是在氧化铝浓度为80～120g/L，液固比为6～7的条件下进行的。在该实施例的串联法生产氧化铝的方法中，可以提高对烧结后所得到熟料的溶出效率，并且节约了成本，与现有技术中液固比为3～5的条件相比，溶出更容易进行，实际上，在液固比为3～5的条件下，烧结熟料的溶出效率非常低，例如如果液固比为3时，有时甚至无法进行溶出。
在本发明的一个实施例中，烧结温度为1130℃-1170℃之间，可以提高对烧结后所得到熟料的溶出率，并且节约了成本。在本发明进一步的实施例中，将烧结温度浮动范围控制在±20℃的范围内，利用烧结温度窄幅调节控制技术，使得烧结易于控制，保证了烧结熟料的质量，操作成本降低。
在本发明的一个实施例中，析出氢氧化铝包括在析出氢氧化铝之前对分离溢流进行精滤；将精液的温度降低到60℃～65℃；向精液中加入氢氧化铝晶种进行种子分解并将精液降温到50℃以下以析出氢氧化铝。进而，将分离出氢氧化铝的种分母液经蒸发、结晶碱分离后用于对铝土矿进行拜尔法溶出；及将分离出的结晶碱返回用于制备烧结生料。
通过分段降温，能够促进氢氧化铝的析出。通过对分离溢流进行精滤，能够进一步去除其中的杂质，提高氢氧化铝的析出效果，并且分离出氢氧化铝之后的种分母液在蒸发，分离出结晶碱之后返回用于制备铝土矿原矿浆，循环利用了原料，而分离出的结晶碱能够用于烧结之前的生料，从而循环利用了碱，减少了原料消耗，降低了成本。
在本发明的一个实施例中，所述铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，或一水软铝石和三水铝石型铝土矿，或三水铝石型铝土矿。由此，可以利用中等品位或低品位铝土矿进行生产氧化铝，一方面降低了成本，另一方面可以提高对铝土矿的充分利用，同时降低环境污染。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的串联法生产氧化铝的方法的示意图；
图2是根据本发明第二实施例的串联法生产氧化铝的方法的示意图；
图3是根据本发明第三实施例的串联法生产氧化铝的方法的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
需要说明的是，在本发明中，术语“拜耳法”可以为本领域普通技术人员已知的拜耳法生产氧化铝的方法，例如通常包括：用氢氧化钠溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到含有铝酸钠的拜耳法溶出矿浆；将拜耳法溶出矿浆中的赤泥分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，使铝酸钠分解析出氢氧化铝，对氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝产品。
在本发明中，术语“烧结法”可以为本领域普通技术人员已知的碱石灰烧结法生产氧化铝的方法，例如通常包括：通过烧结使生料中的氧化物生成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙(2CaO·SiO2)和钛酸钠(CaO·TiO2)组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠，得到含有铝酸钠的烧结法溶出矿浆。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。将除去赤泥后的烧结法溶出浆液经过专门的脱硅过程，SiO2形成水合铝硅酸钠(也称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O沉淀(其中x≈0.1)，提纯溶液，然后使溶液析出氢氧化铝，对氢氧化铝进行焙烧，得到氧化铝产品。
下面参考图1描述根据本发明第一实施例的串联法生产氧化铝的方法。如图1所示，首先采用拜耳法处理铝土矿，例如一水硬铝石型铝土矿，或一水软铝石和三水铝石型铝土矿，或三水铝石型铝土矿，得到拜耳法溶出矿浆，并且分离得到拜耳法赤泥，其中发生的反应为：
Al2O3·H2O+2NaOH＝2NaAl(OH)4
然后，向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰制备烧结生料浆，此外，可以向拜耳法赤泥中加入无烟煤，接着通过向生料浆中喷入空气并加入煤粉对生料浆进行烧结得到烧结熟料，其中发生的主要反应为：
Al2O3+Na2CO3→Na2O·Al2O3+CO2
Fe2O3+Na2CO3→Na2O·Fe2O3+CO2
SiO2+2CaCO3→2CaO·SiO2+2CO2
TiO2+CaCO3→CaO·TiO2+CO2
Fe2O3+CaO→CaO·Fe2O3
其中控制烧结熟料中的氧化钙与氧化铁的分子比(即钙铁比，[C]/[F])为1.5±0.1，当然，如果生料中的碱没有被氧化铝完全消耗，那么就会生产部分的铁酸钠，钙铁比就是氧化钙与生产铁酸钠之后的氧化铁的分子比。氧化钠与氧化铝的分子比(即钠铝比，[N]/[A])为1.0±0.1。氧化钙与氧化硅的分子比(即钙硅比，[C]/[S])为2.0±0.1。
对烧结后得到的烧结熟料进行烧结法溶出，得到烧结法溶出矿浆，并从烧结法溶出矿浆中分离出烧结法赤泥，其中发生的主要反应为：
Na2O·Al2O3+4H2O→2NaAl(OH)4
Na2O·Fe2O3+2H2O→Fe2O3·H2O↓+2NaOH
将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆进行混合稀释然后进行脱硅，其中脱硅所发生的主要反应为：
1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4→Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O↓+3.4NaOH
3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+xNa2SiO3→3CaO·Al2O3·xSiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH
从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，分离出的拜耳法赤泥返回用于制备烧结生料，使分离出拜耳法赤泥的分离溢流通过分解析出氢氧化铝。具体而言，将分离溢流降温，然后加入氢氧化铝晶种，使得分离溢流发生种子分解而析出氢氧化铝。
然后，分离氢氧化铝，并对氢氧化铝进行焙烧得到氧化铝，其中发生的主要反应如下：
NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH
Al(OH)3→Al2O3+3H2O
需要说明的是，在利用根据本发明实施例的串联法生产氧化铝的方法中，在流程的最初阶段，利用拜耳法对铝土矿进行溶出后，拜耳法赤泥首次是从拜耳法溶出矿浆中分离出来的(首次分离出的拜耳法赤泥)，然后拜耳法赤泥用于制备烧结生料浆，因此在最初阶段脱硅后的混合液中并没有混合入烧结法溶出浆液，由于整个流程是循环进行的，因此，只要首次从拜耳法溶出矿浆中分离出拜耳法赤泥，就能够通过烧结法得到烧结法溶出浆液混合到拜耳法溶出矿浆中，以后就是从拜耳法溶出矿浆与烧结法溶出浆液的混合稀释后的混合液中分离出拜耳法赤泥(后续分离出的拜耳法赤泥)的，这对于本领域的普通技术人员是能够理解的。
根据本发明实施例的串联法生产氧化铝的方法，由于控制了烧结熟料内的钠铝比和钙铁比，因此生成的铁酸钠的量非常少，避免了由于存在大量的铁酸钠而降低炉料熔点，从而烧结时不容易结圈，烧结容易进行、烧结熟料质量和溶出率提高，氧化铝的回收率提高，例如氧化铝的回收率能够达到92％以上，特别是对铁含量高的铝土矿而言，更加有利。此外，根据本发明的串联法生产氧化铝的方法，由于使用烧结法处理拜耳法赤泥，能够利用低品位的铝土矿生产氧化铝，因此适应性更好，对铝土矿的要求低，有效地利用了资源，特别是适用于处理低品位的铝土矿。
在本发明的一个具体示例中，对烧结后得到的熟料进行溶出是在氧化铝浓度为80～120g/L，液固比为6～7的条件下进行的，如果固体含量过高，则会导致粘度高，不利于后期处理；如果固含量过低，会导致有效处理量过低，进而相应提高了生产成本。
本申请的发明人发现，在对烧结生料进行烧结时，由于赤泥烧结快的特点是铁酸钠和铁酸钙的含量高，而铝酸钠的含量低，因此倾向于形成易熔共晶体。因此，对于这种生料，其烧结温度的浮动范围以及烧结温度对于提高氧化铝的回收率将是非常重要的。在本发明的一个具体示例中，烧结温度为1130℃～1170℃，这样可以显著提高氧化铝的回收率。在进一步的示例中，所述烧结温度的浮动范围被控制在±20℃的范围内，利用烧结温度窄幅调节控制技术，使得烧结易于控制，保证了烧结熟料的质量，操作成本降低，显著提高氧化铝的回收率。
本发明对于铝土矿的选择不受到任何限制，既可以是铝含量高的高品位铝土矿，也可以是铝含量低的中等品位或低品位铝土矿，本发明尤其适合处理中等品位或低品位的铝土矿。在本发明的一个实施例中，采用的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，或一水软铝石和三水铝石型铝土矿，或三水铝石型铝土矿。需要说明的是，对于三水铝石型铝土矿而言，制备生料时，可以不加或稍微加入石灰。本申请的发明人发现，利用中等品位或低品位铝土矿进行生产氧化铝，一方面降低了成本，另一方面可以提高对铝土矿的充分利用，另外采用从中低品位铝土矿生产氧化铝可以克服目前生产工艺中高能耗的缺点，大大降低了生产成本，并且有利于环保。
下面参考图2描述根据本发明第二实施例的串联法生产氧化铝的方法。如图2所示，首先对铝土矿进行破碎，同时将焦炭和石灰石进行烧制制备石灰，用制备的石灰与破碎的铝土矿制备原矿浆，接着，对原矿浆进行预脱硅再进行拜耳法溶出，通过对原矿浆进行预脱硅，可以进一步减少硅在后续浆液中的含量，提高了硅的去除率。
此外，在向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰、和烟煤制备生料之前，对拜尔法赤泥进行洗涤，洗涤后的拜耳法赤泥用于制备生料，而洗液与烧结法溶出浆液和拜耳法溶出矿浆混合以便进行稀释，可以进一步提高铝的回收率，同时提高了烧结熟料的质量，节约资源，降低成本。当然，洗液并不限于稀释烧结法溶出浆液和拜耳法溶出矿浆，例如也可以用于拜耳法赤泥洗涤。
如图2所示，对从烧结法溶出矿浆中分离出的烧结法赤泥进行洗涤，洗涤后的烧结法赤泥可以泵送到赤泥堆场堆放，而洗液返回用于对烧结熟料进行溶出，由此避免了铝的损失，节约了原料，降低了成本，增加了熟料溶出率。在烧结法溶出可以分段进行，以提高烧结法溶出的效率和效果。
为了去除分离出烧结法赤泥后的烧结法溶出浆液中的悬浮物，可以对烧结法溶出浆液进行叶滤，然后，经过叶滤的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆混合稀释。
在图2所示的实施例中，分离出拜耳法赤泥的分离溢流在析出氢氧化铝之前经过精滤去除杂质成为精液，然后将精液的温度首先降低到60℃～65℃，接着向精液中加入氢氧化铝晶种并进行搅拌以便进行种子分解并将精液降温到50℃以下以析出氢氧化铝，然后分离氢氧化铝，焙烧得到氧化铝。析出氢氧化铝之后的种分母液可以返回用于制备原矿浆。
根据本发明第二实施例的串联法生产氧化铝的方法的其他步骤和操作与如图1所示的根据本发明第一实施例的串联法生产氧化铝的方法的步骤和操作类似，这里不再详细描述。
下面参考图3描述根据本发明第三实施例的串联法生产氧化铝的方法。如图3所示，分离出氢氧化铝之后的种分母液经过蒸发，然后分离出其中的结晶碱，分离出结晶碱后的种分母液可以用于对铝土矿进行拜尔法溶出，当然，本发明的实施例并不限于此，例如，分离出结晶碱后的种分母液也可以用于铝土矿原矿浆的制备。而分离出的结晶碱可以返回用于制备烧结之前的生料。
由此，析出氢氧化铝的种分母液和其中的结晶碱能够循环利用，节省了资源，降低了成本，并且减少了铝的损失，提高了铝的回收率。
下面通过具体的示例对根据本发明的串联法生产氧化铝的方法进行说明。
示例1
采用的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法溶赤泥，经过检测发现拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.0。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠、碎石灰和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.4，氧化钠与氧化铝的分子比为1.01，氧化钙与氧化硅的分子比为1.9，在1130℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，得到烧结熟料。对烧结熟料进行溶出，其中溶出在氧化铝浓度为80g/L，液固比在6的条件下进行，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于溶出烧结熟料，将赤泥运送到堆放场，例如用于炼铁。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆进行混合稀释，然后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，然后降低分离出拜耳法赤泥的分离溢流的温度，加入氢氧化铝作晶种，搅拌，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净氢氧化铝，并进行焙烧，得到氧化铝产品。经检测氧化铝的回收率达到了92.9％。
示例2
采用的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法赤泥，经过检测拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.3。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠、碎石灰和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.5，氧化钠与氧化铝的分子比为1.0，氧化钙与氧化硅的分子比为2.0，在1170℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，得到烧结熟料。对烧结熟料进行溶出，其中溶出在氧化铝浓度为90g/L，液固比在6.5的条件下进行，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于烧结熟料溶出，将赤泥丢弃。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆混合稀释后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，然后降低分离出拜耳法赤泥的分离溢流的温度降温到65℃，加入氢氧化铝作晶种并搅拌，将分离溢流温度降低到50℃，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净，并进行焙烧，得到氧化铝产品，分离出氢氧化铝的种分母液返回用于制备原料浆。最终检测氧化铝的回收率达到了93.5％。
示例3
采用的铝土矿为一水软铝石和三水铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法赤泥，经过检测发现拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.5。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠、碎石灰和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.55，氧化钠与氧化铝的分子比为1.01，氧化钙与氧化硅的分子比为2.05，在1150℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，得到烧结熟料。对烧结熟料进行溶出，其中溶出在氧化铝浓度为100g/L，液固比在7的条件下进行，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于烧结熟料溶出，将赤泥丢弃。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆混合稀释后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，然后降低分离出拜耳法赤泥的分离溢流的温度到60℃，加入氢氧化铝作晶种并搅拌，然后将分离溢流降温到45℃，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净，并进行焙烧，得到氧化铝产品，分离出氢氧化铝的种分母液经过蒸发、结晶碱分离后用于制备铝土矿原矿浆，分离出的结晶碱返回用于制备烧结生料。最终检测氧化铝的回收率达到了93.1％。
示例4
采用的铝土矿为一水软铝石和三水铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法赤泥，经过检测拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.8。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠、碎石灰和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.58，氧化钠与氧化铝的分子比为0.99，氧化钙与氧化硅的分子比为2.1，在1160℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，得到烧结熟料。对烧结熟料进行溶出，其中溶出在氧化铝浓度为110g/L，液固比在7的条件下进行，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于烧结熟料溶出，将赤泥丢弃。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆混合稀释后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，然后降低分离出拜耳法赤泥的分离溢流的温度到63℃，加入氢氧化铝作晶种并搅拌，然后将分离溢流降温到43℃，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净，并进行焙烧，得到氧化铝产品，分离出氢氧化铝的种分母液经过蒸发、结晶碱分离后用于制备铝土矿原矿浆，分离出的结晶碱返回用于制备烧结生料。最终检测氧化铝的回收率达到了92.6％。
示例5
采用的铝土矿为三水铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法赤泥，经过检测拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.9。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.6，氧化钠与氧化铝的分子比为1.0，氧化钙与氧化硅的分子比为2.0，在1140℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，得到烧结熟料。将采用赤泥洗涤液对烧结熟料进行溶出，其中溶出在氧化铝浓度为115g/L，液固比在7的条件下进行，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于烧结熟料溶出。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液经过叶滤后与拜耳法溶出矿浆混合稀释后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，然后对分离出拜耳法赤泥的分离溢流进行精滤得到精液，将精液降低温度到60℃，加入氢氧化铝作晶种并搅拌，然后降温到45℃，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净，并进行焙烧，得到氧化铝产品。最终检测氧化铝的回收率达到了94％。
示例6
采用的铝土矿为三水铝石型铝土矿，首先采用拜耳法进行处理，得到拜耳法赤泥，经过检测拜耳法赤泥中氧化铝与二氧化硅的重量比为2.0。将清洗后的拜耳法赤泥与碳酸钠、碎石灰和无烟煤配成烧结生料，其中控制氧化钙与生成铁酸钠后剩余氧化铁的分子比为1.5，氧化钠与氧化铝的分子比为1.0，氧化钙与氧化硅的分子比为2.0，在1170℃±20℃的温度下对烧结生料进行烧结，其中溶出在氧化铝浓度为120g/L，液固比在7的条件下进行，得到烧结熟料。将采用赤泥洗涤液对烧结熟料进行溶出，得到烧结法溶出矿浆。使用分离沉降槽从烧结法溶出矿浆中分离烧结法赤泥，对烧结法赤泥进行洗涤后，将洗涤液返回用于烧结熟料溶出。将分离出烧结法赤泥的烧结法溶出浆液经过叶滤后与分离出拜耳法赤泥的拜耳法溶出矿浆混合稀释后在常压脱硅槽中进行脱硅。从脱硅后的混合液中分离出拜耳法赤泥，对分离出拜耳法赤泥的分离溢流进行精滤得到精液，然后将精液降低温度到60℃，加入氢氧化铝作晶种并搅拌，铝酸钠经过种子分解析出氢氧化铝，洗净，并进行焙烧，得到氧化铝产品。将分离出氢氧化铝的种分母液进行蒸发，然后分离出结晶碱，分离出的结晶碱用于制备烧结生料，而分离出结晶碱的母液返回用于制备进行拜耳法溶出的铝土矿原矿浆。最终检测氧化铝的回收率达到了93.1％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对铝土矿进行拜尔法溶出得到其中氧化铝与二氧化硅的重量比为1.0～2.0的拜尔法赤泥；
向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰制备生料并进行烧结得到烧结熟料，其中控制烧结熟料中氧化钙与氧化铁的分子比为1.5±0.1，氧化钠与氧化铝的分子比为1.0±0.01，及氧化钙与氧化硅的分子比为2.0±0.1；
对烧结熟料进行溶出得到烧结法溶出矿浆；
从烧结法溶出矿浆中分离出烧结法赤泥得到烧结法溶出浆液；
将烧结法溶出浆液与拜耳法溶出矿浆进行混合稀释和脱硅；
从脱硅后的混合浆液中分离出拜耳法赤泥；和
使分离出拜耳法赤泥的分离溢流析出氢氧化铝、分离出氢氧化铝、并焙烧氢氧化铝得到氧化铝。
2.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，在向拜尔法赤泥中加入碳酸钠、石灰石或石灰制备生料之前，对拜尔法赤泥进行洗涤并将洗液用于稀释烧结法溶出浆液和拜耳法溶出矿浆。
3.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，对从烧结法溶出矿浆中分离出的烧结法赤泥进行洗涤并且将洗液用于对烧结熟料进行溶出。
4.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，烧结法溶出浆液经过叶滤后与拜耳法溶出矿浆混合稀释。
5.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，对烧结熟料进行溶出是在氧化铝浓度为80～120g/L，液固比为6～7的条件下进行的。
6.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于烧结温度为1130℃～1170℃。
7.根据权利要求6所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，所述烧结温度的浮动范围控制在±20℃的范围内。
8.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，析出氢氧化铝包括：
在析出氢氧化铝之前对分离溢流进行精滤；
将精液的温度降低到60℃～65℃；
向精液中加入氢氧化铝晶种进行种子分解并将精液降温到50℃以下以析出氢氧化铝。
9.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，进一步包括：
将分离出氢氧化铝的种分母液经蒸发、结晶碱分离后用于制备铝土矿原矿浆；及
将分离出的结晶碱返回用于制备烧结生料。
10.根据权利要求1所述的串联法生产氧化铝的方法，其特征在于，所述铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，或一水软铝石和三水铝石型铝土矿，或三水铝石型铝土矿。
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