CN102925710B - 非冶金氧化铝的制备方法 - Google Patents

非冶金氧化铝的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102925710B
CN102925710B CN201210483284.5A CN201210483284A CN102925710B CN 102925710 B CN102925710 B CN 102925710B CN 201210483284 A CN201210483284 A CN 201210483284A CN 102925710 B CN102925710 B CN 102925710B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum oxide
slag
preparation
metallurgical
modification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210483284.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102925710A (zh
Inventor
青光红
陈涛
吴胜利
袁兵
卓胜
郑德明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Original Assignee
Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd filed Critical Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Priority to CN201210483284.5A priority Critical patent/CN102925710B/zh
Publication of CN102925710A publication Critical patent/CN102925710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102925710B publication Critical patent/CN102925710B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y02W30/54—

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及一种非冶金氧化铝的制备方法。非冶金氧化铝的制备方法，具体制备步骤为：a)在铝熔渣中添加碱性物质于1000-1250℃下焙烧改性；b)将焙烧改性的铝熔渣通过拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝；c)利用b步骤所得氧化铝或氢氧化铝制得非冶金氧化铝；其中，铝熔渣与碱性物质重量比为100：5～50；所述铝熔渣为采用熔融还原法制取硅钛铁合金过程中产生的尾渣。本发明利用熔融还原法制取硅钛铁合金时产生的铝熔尾渣来生产非冶金氧化铝，实现铝熔渣综合资源化和无害化处理，具有良好的环保效应，符合国家循环经济的产业政策；另外，该渣产生的过程中具有大量余热，因而有效的利用该渣节约电耗，具有一定的经济效益。

Description

非冶金氧化铝的制备方法
技术领域
本发明属于氧化铝生产领域，具体涉及一种非冶金氧化铝的制备方法。
背景技术
从现有的用途来看，大体可以把氧化铝分为两大类：一类是用作电解铝生产的冶金氧化铝，占氧化铝产量的大多数；另一类为非冶金氧化铝，包括非冶金用的氢氧化铝和氧化铝，也称之为多品种氧化铝或特种氧化铝，因其作用不同而与冶金氧化铝有较大的区别，主要表现在纯度、化学成分、形貌、形态等方面。
我国多品种氧化铝的生产已有三四十年的历史，先后开发出了110多个品种的特种氧化铝及其水合物，占我国全部氧化铝生产量的6%左右。如山东铝厂已能生产20多种产品，年产量达数百吨。国内外对开发和生产多品种氧化铝都非常重视，其主要原因有：(1)多品种氧化铝用途广泛；(2)冶金氧化铝产能过剩促进了多品种氧化铝的开发；(3)多品种氧化铝产品技术含量较高、附加值高。
我国多品种氧化铝生产起步于20世纪60年代，价格为冶金用氧化铝的1~20倍，根据IAI的统计数据显示，我国多品种氧化铝在总氧化铝产量中的比重已由1998年的3%上升到现在的9%~10%左右，与世界多品种氧化铝所占比例一致。随着中国经济的不断发展，精细陶瓷工业将会有很大的发展，对多品种氧化铝的需求量必然也会有较大的提高。
目前，生产非冶金氧化铝多以铝土矿为原料。众所周知，我国铝土矿资源整体条件不好，主要是低品位矿石比例大，铝硅比偏低，导致氧化铝生产工艺复杂，能耗高、成本高。在面对铝土矿资源先天不足导致成本上升的同时，也不能忽视对短缺的矿产资源过早过度开发带来的负面影响。
另外，我国攀枝花地区采用熔融还原法制取硅钛铁合金的冶炼过程中，除获得相应目标硅钛铁合金外，还会产生大量的尾渣，从资源综合利用的角度出发，利于废弃物进行非冶金氧化铝生产对环境保护具有重大意义。
发明内容
本发明提供一种非冶金氧化铝的制备方法，该方法以熔融还原法制取硅钛铁合金中产生的铝熔渣为原料，实现了废弃物再利用。
本发明的技术方案为：
本发明提供了一种非冶金氧化铝的制备方法，具体步骤为：
a)在铝熔渣中添加碱性物质于1000-1250℃下焙烧改性；
b)焙烧改性后的铝熔渣通过拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝；
c)利用b步骤所得氧化铝或氢氧化铝制得非冶金氧化铝；
其中，铝熔渣与碱性物质的重量比为100：5～50；所述铝熔渣为采用熔融还原法制取硅钛铁合金过程中产生的渣。
优选的，上述铝熔渣的成分满足：Al2O3 50～60wt%，CaO 15～30wt%，SiO2 1～7wt%，MgO 3～10wt%，TiO2含量低于3wt%。
优选的，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或活性石灰。
优选的，所述步骤a中焙烧改性0.5-1小时。
优选的，所述步骤a铝熔渣焙烧改性后铝硅比达25以上。
优选的，所述步骤a中的焙烧改性利用熔融还原法制取硅钛铁合金中产生铝熔渣过程中的热量。
优选的，所述焙烧改性在化渣炉中进行。
所述化渣炉为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉或电阻炉。
本发明b步骤中拜耳法制备非冶金氧化铝过程中，焙烧改性后的铝熔渣通过碱溶液碱溶得铝酸钠溶液；其中，碱溶液的浓度为200~230g/L，碱溶液与铝熔渣的液固比为0.9-1.2，碱溶时间为1h-3h，碱溶温度为200-300℃。
本发明还提供了熔融还原法制取硅钛铁合金时产生的铝熔渣在制备非冶金氧化铝中的用途。
本发明的有益效果：
本发明利用熔融还原法制取硅钛铁合金时产生的铝熔废渣来生产非冶金氧化铝，实现铝熔渣综合资源化和无害化处理，具有良好的环保效应，符合国家循环经济的产业政策。另外，铝熔渣产生的过程中具有大量余热，直接利用该热量用来生产非冶金氧化铝可节约电耗，具有一定的经济效益。
具体实施方式
本发明提供了一种非冶金氧化铝的制备方法，具体步骤为：
a)在铝熔渣中添加碱性物质于1000-1250℃下焙烧改性；
b)焙烧改性后的铝熔渣通过拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝；
c)利用b步骤所得氧化铝或氢氧化铝制得非冶金氧化铝；
其中，铝熔渣与碱性物质的重量比为100：5～50；所述铝熔渣为采用熔融还原法制取硅钛铁合金的冶炼过程中产生的尾渣，其主要物相为铝酸钙和镁铝尖晶石；本发明b步骤所得氧化铝或氢氧化铝可采用水热法、溶胶凝胶法等现有的制备非冶金氧化铝的方法来制得非冶金氧化铝产品。
优选的，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或活性石灰；活性石灰也生石灰，主要成分为CaO，由石灰石(CaCO3)煅烧成的。
优选的，上述铝熔渣的成分满足：Al2O3 50～60wt%，CaO 15～25wt%，SiO2 1～3wt%，MgO 3～8wt%，TiO2含量低于3wt%。
优选的，所述步骤a铝熔渣焙烧改性后铝硅比达25以上；按拜耳法工艺要求，铝硅比越高越有利于铝的溶出。
优选的，所述步骤a中的焙烧改性利用熔融还原法制取硅钛铁合金中产生铝熔渣过程中的热量；因为铝熔渣本身温度较高，利用其自身的温度直接进行焙烧改性可有效的降低焙烧过程中的能源消耗，同时降低其生产成本。
本发明也可将熔融还原法制取硅钛铁合金中产生的铝熔渣冷却后，在化渣炉中进行焙烧改性；所述化渣炉为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉或电阻炉。
本发明b步骤中拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝的过程中，焙烧改性后的铝熔渣通过碱溶液碱溶得铝酸钠溶液；其中，碱溶液的浓度为200~230g/L，碱溶液与铝熔渣的液固比为0.9-1.2，碱溶时间为1h-3h，碱溶温度为200-300℃；其中，碱溶液为氢氧化钠或碳酸钠溶液，碱溶指焙烧改性后的铝熔渣与碱溶液混合搅拌。
拜耳法是指用苛性钠溶液加温溶出铝土矿(本发明中是焙烧改性后的铝熔渣)中的氧化铝，得到铝酸钠溶液；铝酸钠溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净，并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品；析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。
本发明非冶金氧化铝的制备方法为：在铝熔渣中添加碱性物质于1000-1250℃下焙烧改性；改性后的铝熔渣通过碱溶液碱溶得铝酸钠溶液；铝酸钠溶液与残渣分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经过搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净，并在950～1200℃温度下煅烧，得氧化铝；再将所得的氧化铝或氢氧化铝采用水热法、溶胶凝胶法等现有的制备非冶金氧化铝的方法制得非冶金氧化铝产品；其中，碱溶液为氢氧化钠或碳酸钠溶液，碱溶指焙烧改性后的铝熔渣与碱溶液混合搅拌。
所述非冶金氧化铝为氢氧化铝阻燃剂、人造大理石、厨卫用具添加料、低钠氧化铝、β－氧化铝、焙烧氧化铝、片装氯化铝、熔融氧化铝、活性氧化铝、无定形铝胶或高纯超细氧化铝。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
熔融还原法制取硅钛铁合金过程中，从冶炼炉出来的铝熔渣的温度为1754℃，以该铝熔渣为原料(其主要成分为：Al2O3 55.4%、CaO 26.3%、MgO 8.2%，SiO2 5.3%、TiO2 1.6%)，向其中添加5～20wt%的碳酸钠，在等离子炉(炉内温度保持在1200℃)中焙烧40分钟；
向焙烧改性后的铝熔渣中加入200g/L浓度的碳酸钠溶液在200℃条件下碱溶2小时，得铝酸钠溶液；铝酸钠溶液与残渣分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间(12小时)搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净，并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品；所得氧化铝符合GB/T4294 2010的标准；
再将制得的氧化铝通过水热法制得片状氧化铝；水热法是利用高温高压（温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa）的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。
实施例2
熔融还原法制取硅钛铁合金过程中，从冶炼炉出来的铝熔渣的温度为1784℃，以该铝熔渣为原料(其主要成分为：Al2O3 56.4%、CaO 27.3%、MgO 8.2%，SiO2 6.3%、TiO2 1.2%)，向其中添加20～50%的碳酸钠，在等离子炉(炉内温度保持在1150℃)中焙烧60分钟；
向焙烧改性后的铝熔渣中加入210g/L浓度的碳酸钠溶液在250℃条件下碱溶2.5小时，得铝酸钠溶液；铝酸钠溶液与残渣分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间(12小时)搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝；再将制得的氢氧化铝经洗涤、烘干后采用气流磨或球磨将其加工成氢氧化铝微粉，作为普通电线、电缆的阻燃剂添加剂。
实施例3：
熔融还原法制取硅钛铁合金过程中，从冶炼炉出来的铝熔渣的温度为1684℃，以该铝熔渣为原料(其主要成分为：Al2O3 58.4%、CaO 30.3%、MgO 7.8%，SiO2 4.3%、TiO2 2.2%)，向其中添加10～30wt%的碳酸钠，在等离子炉(炉内温度保持在1200℃)中焙烧1小时；
向焙烧改性后的铝熔渣中加入220g/L浓度的碳酸钠溶液在300℃条件下碱溶1.5小时，得铝酸钠溶液；铝酸钠溶液与残渣分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间(12小时)搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净，并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品；
再利用该氧化铝采用溶胶凝胶法制备氧化铝膜；溶胶凝胶法：采用合适的有机或无机盐配制成溶液，然后加入能使之成核、凝胶化的溶液，控制其凝胶化过程得到具有球形颗粒的凝胶体，经煅烧分解得到所需物相的方法。

Claims (8)

1.非冶金氧化铝的制备方法，具体步骤为： 
a)在铝熔渣中添加碱性物质于1000-1250℃下焙烧改性； 
b)焙烧改性后的铝熔渣通过拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝； 
c)利用b步骤所得氧化铝或氢氧化铝制得非冶金氧化铝； 
其中，铝熔渣与碱性物质的重量比为100：5～50；所述铝熔渣为采用熔融还原法制取硅钛铁合金过程中产生的尾渣，其中铝熔渣成分满足：Al2O350～60wt％，CaO15～30wt％，SiO21～7wt％，MgO3～10wt％，TiO2含量低于3wt％。 
2.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述碱性物质为碳酸钠、氢氧化钠、石灰石或活性石灰。 
3.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述步骤a中焙烧改性0.5-1小时。 
4.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述步骤a中铝熔渣焙烧改性后铝熔渣的铝硅比为25以上。 
5.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的焙烧改性利用熔融还原法制取硅钛铁合金过程中产生的尾渣的热量。 
6.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述焙烧改性在化渣炉中进行。 
7.根据权利要求6所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述化渣炉为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉或电阻炉。 
8.根据权利要求1所述的非冶金氧化铝的制备方法，其特征在于，所述b步骤中拜耳法制得氧化铝或氢氧化铝的过程中，焙烧改性后的铝熔渣通过碱溶液碱溶得铝酸钠溶液；其中，碱溶液的浓度为200～230g/L，碱溶液与铝熔渣的液固比为0.9-1.2，碱溶时间为1h-3h，碱溶温度为200-300℃。 
CN201210483284.5A 2012-11-23 2012-11-23 非冶金氧化铝的制备方法 Active CN102925710B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210483284.5A CN102925710B (zh) 2012-11-23 2012-11-23 非冶金氧化铝的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210483284.5A CN102925710B (zh) 2012-11-23 2012-11-23 非冶金氧化铝的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102925710A CN102925710A (zh) 2013-02-13
CN102925710B true CN102925710B (zh) 2015-03-04

Family

ID=47640633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210483284.5A Active CN102925710B (zh) 2012-11-23 2012-11-23 非冶金氧化铝的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102925710B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108046737A (zh) * 2018-02-24 2018-05-18 航天慧能（江苏）环境工程有限公司 一种含有重金属危险废物的处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168156A (zh) * 2011-03-29 2011-08-31 东北大学 一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法
CN102351226A (zh) * 2011-09-26 2012-02-15 中国铝业股份有限公司 一种粉煤灰生产氧化铝的方法
CN102583477A (zh) * 2012-03-16 2012-07-18 东北大学 一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法
CN102605185A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 东北大学 一种铁铝共生矿的综合利用方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168156A (zh) * 2011-03-29 2011-08-31 东北大学 一种复杂难选铝铁共生矿铁铝熔融分离方法
CN102351226A (zh) * 2011-09-26 2012-02-15 中国铝业股份有限公司 一种粉煤灰生产氧化铝的方法
CN102583477A (zh) * 2012-03-16 2012-07-18 东北大学 一种高铁低品位铝土矿的综合利用方法
CN102605185A (zh) * 2012-03-16 2012-07-25 东北大学 一种铁铝共生矿的综合利用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
非冶金氧化铝产品的发展动向及市场现状;陈胜福等;《耐火材料》;20060331;第40卷(第3期);225-230 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102925710A (zh) 2013-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103086405B (zh) 一种电池级碳酸锂的清洁化生产方法
CN102627305B (zh) 一种碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法
CN107098365B (zh) 一种从锂云母矿中提取碳酸锂的方法
CN102126734A (zh) 一种菱镁矿除钙工艺
CN115216645A (zh) 混合盐煅烧法从电解铝废渣中提锂方法
CN108517423A (zh) 一种锂云母回转窑焙烧提取锂及锂盐的方法
CN102515221A (zh) 从粉煤灰或煤矸石中提取氧化铝和非晶态二氧化硅的方法
CN102153070A (zh) 一种煅后石油焦提纯的方法
CN104140117A (zh) 一种锂云母硫酸压煮法提取锂盐的工艺
CN108866678A (zh) 一种由煤矸石制备连续氧化铝纤维的方法
CN108178171A (zh) 一种从锂云母中制取碳酸锂的方法
CN104817099A (zh) 一种改良的固氟重构锂云母提取碱金属化合物的方法
CN107500325A (zh) 一种煤矸石生产纳米氧化铝粉体的方法
CN101987734B (zh) 一种菱镁矿碳化法生产氢氧化镁联产碳酸钙产品的方法
CN103952557A (zh) 一种二次酸浸浸出煤灰渣中氧化铝的方法
CN104340994B (zh) 一种循环流化床锅炉粉煤灰综合利用的方法
CN103936045B (zh) 一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法
CN103864086B (zh) 一种利用富硼渣制造硼砂的方法
CN103819086B (zh) 一种制备钠钙硅酸盐玻璃基本配方的方法以及粉煤灰提铝联产玻璃的方法
CN112408440B (zh) 间歇式水热法制备超细珊瑚绒状环保用氢氧化镁的工艺
CN102923746A (zh) 聚合氯化铝的制备方法
CN102925710B (zh) 非冶金氧化铝的制备方法
CN103408049B (zh) 一种由刚玉渣制备偏铝酸钠的方法
CN103408050B (zh) 一种煤矸石中高效提取铝铁钛的方法
CN102899488A (zh) 稀土精矿盐酸浸出液分离稀土及氟资源转化的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant