CN1030560A - 处理铝土矿生产氧化铝的方法 - Google Patents

Abstract

一种从铝土矿中制取氧化铝的方法，该方法包括 在含钙添加物存在的条件下磨细铝土矿，其克分子比 为CaO∶TiO₂＝0.7～2.0。结果得到矿浆，并把它加 热到200～280℃，向加热后的矿浆中加入含钙添加 剂使其克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.1～0.3。在此之 后以工艺水稀释矿浆。从含有铝酸钠的铝酸盐溶液 中分离出固相。在晶种存在条件下，把铝酸盐溶液冷 却到40～50℃，得到悬浮液。以氢氧化铝为晶种，从 悬浮液中分离出形成的氢氧化铝。

Description

本发明涉及氧化铝的生产工艺，特别是涉及到用铝土矿制取氧化铝的方法。

铝土矿经处理后所得产品为氧化铝，该产品广泛用于国民经济中，从氧化铝可以生产出金属铝，电炉氧化铝，磨料和工业生产各部门所必需的多种其它产品。在以铝土矿制取氧化铝的工艺中，将原料中有效成分即氧化铝完全回收具有极重要的意义，氧化铝的收得率会最终决定整个生产的经济性。

从铝土矿中提取氧化铝已经有了很多方法，由于原料中矿物组分的复杂性和杂质的存在，氧化铝的收得率变化很大。

目前工厂中处理铝土矿一般是采用拜尔法。为了强化从铝土矿提取氧化铝的工艺，可加入石灰（石灰乳）和其它含钙的化合物。当铝土矿在反回溶液中被磨细时，将石灰加入其中。在磨细时石灰的最佳加入量为铝土矿重量的4%（

.И.拉依尼尔著的“氧化铝生产”，1960年，莫斯科冶金出版社，第201页）。

大多数工厂所采用的按拜耳法从铝土矿中提取氧化铝的主要工艺流程包括以下的工艺。

将块状铝土矿和含有氢氧化钠形式存在的200～350克/升Na₂O的返回碱溶液加入到粉碎机中，以便破碎，这些碱液是来自蒸发工段，温度为105～120℃。根据计算按一定比例在球磨机中加入石灰乳，其中氧化钙的量加入的干铝土矿重量的3～4%。磨细后得到的矿浆（原料矿浆）温度为90～100℃，保持2～10小时以进行脱硅过程。

将获得的矿浆送入热交换器，在热交换面上它被加热到100～200℃的温度（平均为150℃）。然后把加热过的矿浆送入压煮器组。在头几个压煮器内用强蒸汽通过热交换表面，或用专门的高温传热器把矿浆加热到200～280℃，并在其余的压煮器内在最高温度下静置。此时压煮器内的压力达到25～40大气压或更高，矿浆在压煮器组内总的停留时间为3小时。在此期间氧化铝从铝土矿中浸出生成铝酸钠，并进入含有若干过剩的氢氧化钠的液相中。压煮过程的结果，得到由铝酸盐碱溶液和不溶于碱溶液的固体残渣（赤泥）所组成的悬浮液（压煮液）。

浸出后，铝酸盐溶液内含有Na₂O180～300克/升和Al₂O₃190～300克/升。接着把压煮液送入多段的自蒸发器（分离器）内，使它冷到105～110℃的温度。在最后几段自蒸发器中压力也相应降低到接近大气压。

用工艺水（洗涤赤泥后的第一段工艺水）稀释冷却后的压煮液。然后借助于稀释过的压煮矿浆在凝聚槽内沉淀而使铝酸钠溶液和固体残渣（赤泥）分离，把铝酸盐溶液（凝聚槽溢流）送往控制过滤以分离出被溢流带出的颗粒，并进行下一步处理。

把带有一定量铝酸钠溶液的浓密的赤泥在凝聚槽系统中进行多段逆流洗涤。在最后的洗涤装置内送入热水。从最后洗涤装置内得到的浓密的赤泥被送往渣场，而溢流则输给前一洗涤装置供浓密赤泥浆化用。第一个洗涤装置出来的溢流则供压煮液稀释用。必要时（溶液中积聚了碳酸盐，草酸盐），把淡的洗涤水（例如赤泥洗涤的第2和第3级凝聚槽的溢流）送往苛化装置。用石灰处理溢流以便使碳酸钠苛化，并除去溢流中所含的部分有机杂质。苛化过程中产生固化沉淀物，被称做苛化泥渣，苛化泥渣中含有相当量的氧化铝，也被送往渣场。净化后的洗涤水返回供赤泥逆流洗涤用。

使过滤后的铝酸钠溶液和悬浮在其中的氢氧化钠（晶种）保持长时间接触，同时降低温度，该过程在空气或机械搅拌的装置内进行。在55～75℃的温度下开始产生铝酸钠的分解（水解）反应，并在40～50℃温度下结束，反应过程持续时间为55～70小时。结果得到悬浮液，使它浓缩，从氢氧化铝中分离出母液，将氢氧化铝送往洗涤。蒸发母液使其达到返回溶液所必需的浓度，以供铝土矿的浸出，浓缩后的母液返回工艺流程的第一阶段，以作为铝土矿浸出的返回液的一部分。

将洗净后的氢氧化铝焙烧（煅烧）以除去水分，并得到无水氧化铝，煅烧的温度是1200℃。

处理含TiO₂和铁（针铁矿，Fe OOH）的铝土矿的已知方法也要使用石灰（SU，A，3，737，514）。该方法是用碱溶液在含钙化合物的混合物中先浸出铝土矿，此时CaO的量应保持如下比例：CaO∶TiO₂＝0.5～1.0（最好是0.8～1.0）。浸出温度为280～350℃（280～320℃），浸出时间应能足以使所有的针铁矿转化为赤铁矿并生成钛酸钙。在第一阶段的浸出之后应使矿浆进行第二阶段的浸出，温度为200～350℃（200～255℃），其时间应足以回收矿石中的所有可溶性氧化铝：第Ⅰ阶段为30分钟;第Ⅱ阶段为45分钟;第3，737，514号专利所述的方法是很复杂的，因为它需要两段的浸出流程，而且温度规范也很严格（浸出在280～320℃之下进行）。这就使工艺设备制造变得复杂和昂贵。为了在280～320℃的温度下实现浸出过程，就需要研究特殊结构的压煮器和其他附属设备。此外，要获得高性能的传热器就需要解决特殊的技术问题。

所提出的在有石灰的情况下把铝土矿处理成氧化铝的方法需要在铝土矿磨细的阶段把石灰加进去，这就会产生它的利用率不足的缺点，因为在温度为90～105℃预热器内加热之前的磨细过程中，石灰就产生化学反应，生成钛酸钙，铝酸钙，因此在压煮过程之前它的大部分实际上已不能起反应。

已经作过一些浓度，就是把石灰直接加到反应区内以提高其工作效率（US，A，3，966，874），按照该专利的方法，在浸出含有不少于1%针铁矿（1～25%）和不少于1%水软铝石矿（1～60%）的铝土矿时，要把浆加热到铝土矿的分解温度即不低于200℃才把石灰加入。把原料铝土矿浆加热到不低于200℃的温度，再将热矿浆送入温度不低于225℃（230～250℃）的反应用压煮器内（送入分解区），同时其中加入不少于1%（1～3%）的含钙物料：CaO、Ca（OH）₂或CaCO₃，使矿浆在压煮器内停留45分钟。按照这种方法Al₂O₃的收得率为87%。当在铝土矿磨细阶段把石灰加入到矿浆中，即在加热前加入，按照目前已知的和一般通用的工艺进行浸出，其Al₂O₃的收得率为86%。

该方法虽能稍提高氧化铝的收得率，但相对于从铝土矿中完全回收它们这一点来说，其值仍是不高的，因为在这种方法的条件下石灰的利用是不完全的。首先这是因为钛酸钙和含水柘榴石的形成消耗了一部分石灰，剩余的石灰由于在它的颗粒上生成上述化合物的保护膜，而使活性受到显著损失。

因此，在先有的方法中，没有一种方法能不利用复杂的工艺和设备就能以足够高的收得率从铝土矿中浸出氧化铝。

本发明主要目的是改进从铝土矿中制取氧化铝的工艺条件，使其能用简单的工艺来处理有不同矿物组分的铝土矿，并以最完全的程度从中回收氧化铝。

为了实现这一目的，在所提出的这种由铝土矿生产氧化铝的方法中，包括磨细铝土矿以获得矿浆，加入含钙的添加物，把矿浆加热到200～280℃的温度，用工艺水稀释矿浆，从铝酸盐溶液中分离出固相并接着分解含在铝酸盐溶液中的铝酸钠，其办法是在晶种存在的条件下把溶液冷却至40～50℃，利用氢氧化铝来作晶种而得到悬浮液，从其中分离出所形成的氢氧化铝。按照本专利，含钙添加物在铝土矿磨细阶段加入，加入量按克分子比应为CaO∶TiO₂＝0.7～2.0，在矿浆加热后加入量按克分子比应为CaO∶Fe₂O₃＝0.1～0.3。

所提出的方法能够用于各种矿产地的铝土矿和有不同的矿物组分（三水铝石，水软铝石，硬水铝石）的铝土矿。采用所推荐的这种方法，由于它能提高含钙添加物的活性而使浸出过程强化，并且能使水化物形式的氧化镁例如针铁矿，含铝针铁矿转化为无水赤铁矿，并可保证这种转化的不可逆性，从而能强化赤泥的浓密和洗涤过程。

在磨细和预热阶段把石灰加到矿浆原料中，可使反应区内钛的化合物同石灰相互作用而生成CaO·TiO₂。

已知从铝土矿中提取氧化铝时，其收率不高的一个原因是含氧化铝矿物的表面有一层保护膜，这层膜会阻碍碱进入铝的矿物内。在矿物表面生成的钛酸钠是很薄的一层保护膜，当加入氧化钙时会生成钙钛矿，因此它会促进碱进入到氧化铝之中。在这一反应机理下开始生成铝酸钙和钛酸钠大量沉淀。升高温度后铝酸钙分解并分离出游离的石灰，后者和二氧化钛和钛酸钠反应，生成结晶状的钛酸钙沉淀，沉淀物是密实的且溶液中所收得的Al₂O₃增加。这样一来;石灰一方面能作为化学试剂消除TiO₂的有害影响，另一方面又能作为催化剂促进生成铝酸钙水化物那样的中间化合物。（BAMN论集No.39，1957年，第62页.列宁格勒，H.K.特鲁辛娜“铝土矿浸出过程中石灰的作用”）。

分两阶段加入石灰的办法，即在铝土矿磨细阶段和矿浆加热之后（浸出阶段）加入石灰，能最有效地利用含钙添加剂。

在铝土矿磨细阶段和预先加热至温度为90～200℃的阶段，加入含钙的添加物能使CaO同钛的化合物和铝酸钠发生作用，生成钙钛化合物和铝酸钙水化物。在这一阶段所加入含钙化合物的量应考虑到能使TiO₂完全化合成CaO·TiO₂还要估计到石灰化学活性的部分损失，以及由于生成六水铝酸钙3CaO·Al₂O₃·6H₂O和部分柘榴石水化物而造成的消耗。试验表明，在这一阶段加入石灰的量应能保证如下的克分子比CaO∶TiO₂＝0.7～2.0。

当形成钙钛矿时，含氧化铝物料和其他材料的表面会从保护膜内解离出来，并使氢氧化钠和石灰这些试剂更容易进入其中。第一阶段内大部分的二氧化硅将与柘榴石水化物相结合。

上述第一阶段化学中反应的结果，使反应区内完成钛的氧化物、二氧化硅化学反应的过程，并增大了矿物原料的裸露表面。

矿浆加热后（浸出阶段）在200～280℃的温度下再补充加入一定数量的含钙化合物，可促使氧化铝从特别稳定的矿物如铝针铁矿，铝柘榴石和硬水铝石中分离出来而更加完全地溶解，并且使水化物形式的氧化铁（针铁矿）转变为无水氧化铁（赤铁矿），因为这些含钙的添加物实际上在氧化铝溶解过程中只起催化剂的作用，而在附属反应中并不消耗。

为了强化铝土矿的活化过程及合理利用废料，作为含钙的添加物，可采用含有铁、钙、硅氧化物的化合物，其克分子比为：Fe₂O₃∶CaO＝0.05～0.11和SiO₂∶CaO＝0.02～0.05，为了得到这种比例可使用含氧化铁为2.5～25.0（重量）%、氧化钙为55～85.0（重量）%的原料，以及含氧化硅为1.0～35.0（重量）%的原料，将其在温度为950～1100℃之下煅烧，煅烧后把含有以氢氧化钠形式存在的Na₂O15～70克/升和氧化铝5～20克/升的已制成溶液加到上述产品中。

在铝土矿磨细阶段和矿浆加热后加入上述含钙添加物，以提高从难于暴露的硬水铝石或含铝针铁矿的铝土矿中提取氧化铝的收得率，收得率提高的实质在于焙烧上述氧化物时，使生成以下的化合物：两个钙的铁酸盐2CaO·Fe₂O₃，氧化钙CaO和两个钙的硅酸盐2CaO·SiO₂。把这些氧化物加到含有碱和氧化铝的已制成的溶液中，所有上述三种化合物便会和水及溶在其中的铝土矿迅速反应，生成铝铁钙的硅酸盐水化物。

建议利用赤泥作为含氧化铁的原料。如上所述，赤泥是按拜尔法处理铝土矿时所得的废料，它具有以下的组分（重量%）：

Fe₂O₃42～61

Al₂O₃8～19

CaO    6～12

SiO₂3～12

Na₂O 1.5～7

煅烧损失    8～15

含钙和硅的氧化物的烧结产品会促使Al₂O₃和Na₂O转化为可溶性化合物，使用这些添加物时，在压煮过程中Al₂O₃和Na₂O会得到额外的浸出。

对于含氧化钙的原料，建议利用石灰石，工艺水苛化的泥渣，草酸盐泥渣。苛化泥渣和草酸盐泥渣是在氧化铝生产中消除碱溶液中的碳酸钠（Na₂CO₃）和有机杂质而生成的。净化时氧化铝的损失达6（重量）%，利用这些泥渣作添加物可以在过程中回收氧化铝和减少它的损失。这就减少了由铝土矿制取氧化铝时的直接损耗。

作为含氧化硅的原料，建议使用不合格的高硅铝土矿，这种铝土矿是不能用拜耳法处理的。

和已知方法相比，所提出的从铝土矿提取氧化铝的方法能在浸出过程最完全的回收氧化铝，收得率达96%。

此外，所提出的方法的工艺和设备制造都很简单，而且适用于处理含有各种矿物组分的铝土矿。

按照所提出的方法，铝土矿的浸出于280℃的温度下在一个阶段内进行，它不需使用特殊的设备和参数要求很高的传热器。

浸出过程的强化是这样实现的，即石灰或其他含钙添加物分两阶段加入到工艺过程之中：在铝土矿破碎阶段和在浸出时直接加入反应区。本方法在每一阶段的具体加入量取决于所用原料的组成，这样就有可能有效地利用加到过程中的含钙添加物，提高其化学活性，因而显著增设从铝土矿中提取氧化铝的收得率，并创造条件使针铁矿形成的氧化铁不可逆地转化成赤铁矿，因而显著改善赤泥洗涤和浓缩的工艺过程。

所提出的处理铝土矿的方法在过程中无需加入有害的无用（ба

астный）盐类，这一点是现有的一些方法中的特微。因此在压煮浸出和蒸发过程中不会产生一系列的技术困难。此外，如上所述，在制备含钙的添加物时，可使用由苛化泥渣，草酸盐泥渣和赤泥组成的混合物。所有这些产物都是氧化铝生产时的废料，如弃掉也要损失其中所含的氧化铝。利用这些废料制备添加物可回收大部分的氧化铝，而且额外增大了有用产品的产量。

因此，所提出方法的特微是工艺过程和设备制造简单、加到工艺过程之中的添加物的利用率高，而且，因为它能适用于任何类型的铝土矿，所以经济性和通用性好。

以该方法从铝土矿中提取氧化铝在工艺操作上是简单的，可按下述方式进行。

将铝土矿、返回溶液、含钙添加物加到供磨细用的球磨机内。含钙添加物的加入量取决于铝土矿的组成，并应保证克分子比CaO∶TiO₂%＝0.7～2.0。对所获得的温度为90～100℃的原料矿浆搅拌2～10小时，以进行脱硅过程。然后加热原料矿浆到100～200℃的温度并送入压煮器组，矿浆在其中热至200～280℃。达到这一温度后，向压煮器内加入含钙添加物，其量应足以保证制成的含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.1～0.3。在200～280℃的温度下使矿浆静置，时间不少于30～60分钟。从压煮器排出来的压煮矿浆被送往分离器，冷却到105～110℃，并用赤泥洗涤所产生的第一段洗涤水进行稀释。

把稀释后的压煮矿浆送入凝聚槽，通过在槽内的沉淀使铝酸盐溶液和固相（赤泥）分离。赤泥被送往多段逆流洗涤处，第一段的洗涤水用于稀释压煮矿浆，必要时用石灰处理第二和第三段的洗涤水，以除去硫酸盐和有机物质。把获得的固体沉淀物（苛化泥渣）从溶液中分离出来，净化后的溶液再用于洗涤赤泥，而苛化泥渣则送去供制备含钙添加物用。

将洗涤后的赤泥运往渣场。

将铝酸盐溶液与一部分以前得到的作晶种用的氢氧化铝混合搅拌并逐渐冷却，需持续55～70小时，最终的温度为40～50℃。将得到的氢氧化铝和母液的悬浮液澄清，使母液和氢氧化铝分离。

将母液蒸发，供铝土矿磨细时用。

洗涤后的氢氧化铝在温度1200℃之下煅烧，便可得到有用的产品即氧化铝。

按如下所述的方法制备含钙添加物，其中铁，钙和硅的氧化物的克分子比为Fe₂O₃∶CaO＝0.05～0.11和SiO₂∶CaO＝0.02～0.05。

原料为赤泥、不合格的铝土矿、石灰石或苛化泥渣或草酸盐泥渣，混合后在温度950～1100℃下煅烧，形成烧结物，然后用含以氢氧化钠形式存在的Na₂O15～70克/升和Al₂O₃5～20克/升的碱液处理。使用第二和第三段洗涤水苛化的泥渣来代替石灰石是恰当的，这样可以减少Al₂O₃的损失，后者通常是随着苛化泥渣一起被抛弃。

为了更好地理解本发明，下面举出具体的实例。

实例1

三水铝石和水软铝石型的铝土矿，其成分按重量百分比为：灼烧损失26.13、SiO₂2.10、Al₂O₃48.0、Fe₂O₃20.20、TiO₂2.8、及其它，共计算100，把矿加到球磨机内湿磨。在球磨机内同时送入返回碱液，其中总的Na₂O为255.75克/升、碳酸盐状态的Na₂O为21.91克/升、氢氧化钠状态的Na₂O为233.84克/升、Al₂O₃为111.68克/升，苛化度（克分子比Na₂O∶Al₂O₃）为3.44。加到球磨机内的每一吨铝土矿中加入3.61立方米的返回液，后者进入的温度为110℃。球磨机内加入含有200克/升活性氧化钙的石灰乳，其加入量应能使所得的含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶TiO₂＝0.7。所得的原料矿浆从球磨机排料口送往收集原料矿浆的搅拌槽内。从球磨机出来的原料矿浆温度为95℃，并在此温度下在收集原料矿浆的搅拌槽内搅拌5小时，然后送往预加热器，用新鲜蒸汽加热至150℃，并送往压煮器组，再在其中加热到240℃的温度。达到该温度后，在压煮器内按计量加入石灰乳，加入后应使所得含混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.3。矿浆在240℃的温度下静置，时间不少于60分钟。从压煮器出来的压煮矿浆被送往分离器，冷却到105～110℃，并用洗涤赤泥的第一段洗涤水来稀释。

稀释后的矿浆被送往凝聚槽，在槽内洗涤，使铝酸钠溶液同固相（赤泥）分离。赤泥被送往多段逆流洗涤，第一段的洗涤水返回稀释压煮矿浆，洗涤过的赤泥被运往渣场。

铝酸钠溶液内混入部分先前制备的作晶种用的氢氧化铝，搅拌60小时，并使含晶种的溶液的温度逐渐降低到45℃。获得氢氧化铝和母液的悬浮液，悬浮液沉淀后使母液和氢氧化铝分离。

母液蒸发后返回供铝土矿研磨时使用。

将洗净的氢氧化铝在1200℃的温度下煅烧，获得有用的氧化铝产品。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.3%。

按照美国专利第3，966，874号的方法处理同一铝土矿时，收得率为91.2%。

实例2

把铝土矿放入球磨机内湿磨，同时加入返回的碱液，返回溶液及铝土矿的组成和它们的用量与实例1相同。加入的返回溶液温度为105℃。在球磨机内加入含活性氧化钙220克/升的石灰乳，其加入量应能使所得到的含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶TiO₂＝0.76。制成原料矿浆，接着送往收集原料矿浆的搅拌槽内，并按实例1所述的工艺过程进行相似的处理。在压煮器内温度达到240℃后，按计量把石灰乳加入压煮器内，加入后应使所得含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.212。以后的工艺过程和实例1相同，只是铝酸盐溶液的分解要持续70小时，且冷却后的终止温度为40℃。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.32%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿，氧化铝的收得率为91.2%。

实例3

和实例1相同，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。不同的只是加入球磨机内的石灰乳的量，加入量应使所得的含铝土矿混合物内的克分子比为CaO∶TiO₂＝1.02。

获得温度为98℃的原料矿浆，在搅拌槽内搅拌8小时，接着按实例1那样进行同样的工艺过程，不同的只是铝酸盐溶液的分解要历时65小时，铝酸盐溶液冷却后的最终温度为42℃。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为93.97%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿，氧化铝的收得率为91.1%。

实例4

如实例1，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。不同的是加入球磨机内的石灰乳量应能使获得的含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶TiO₂＝1.53。后继过程的进行如实例1。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.72%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿，氧化铝的收得率为91.4%。

实例5

如实例1，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。不同的是加入球磨机内的石灰乳量应能使获得的含铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶TiO₂＝2.04。后继过程的进行如实例1。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为92.9%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿，氧化铝的收得率为90.1%。

实例6

如实例4，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。获得的原料矿浆如实例1那样放入收集矿浆的搅拌槽内搅拌，送往预加热气，然后在压煮器内加热到240℃。与实例1不同的是达到这一温度后，按计量在压煮器内加入石灰乳，加入后应使获得的铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.100。后续过程的进行如实例1。

铝土矿浸出时氧化铝的收得率为92.62%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿时，氧化铝的收得率为90.0%。

实例7

如实例4，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。将获得 的原料矿浆如实例1那样放在收集矿浆的搅拌槽内搅拌，送入预加热器，然后到压煮器，在其中加热到240℃。和实例1不同的是在压煮器内达到这一温度后按计量加入石灰乳，加入后应使获得的铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.15。后续过程的进行如实例1。

铝土矿浸出时氧化铝的收得率为93.95%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿时，氧化铝的收得率为91.2%。

实例8

所采用的水软铝石型的铝土矿，其重量%组成为：煅烧损失11.5、SiO₂2.8、Al₂O₃55.0、Fe₂O₃25.4、TiO₂2.49及其它合计100，把这种铝土矿加入球磨机内湿磨。同时在球磨机内加入返回碱液，其组成为：总的Na₂O为273，57克/升、碳酸盐状态的Na₂O为16.96克/升、氢氧化钠状态的Na₂O为256.61克/升、Al₂O₃为127.24克/升。

加到球磨机内的每吨铝土矿中加入4.17立方米返回溶液，溶液进入温度为120℃。再向球磨机内加入含活性氧化钙190克/升的石灰乳，其加入量应能使所得的铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶TiO₂＝1.72。把结果得到的原料矿浆从球磨机排料口送往收集原料矿浆的搅拌槽。从球磨机出来的原料矿浆的温度为98℃，于该温度下在收集原料矿浆的搅拌槽内搅拌4小时，然后送往预加热器，用新鲜蒸汽加热到190℃并装入压煮器组，加热到235℃。达到这一温度后，在压煮器内按计量加入石灰乳，加入量应使获得的铝土矿混合物中的克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.22。

矿浆在235℃的温度下保持不少于60分钟。其后工艺过程的进行与实例1相同。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.00%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿时，氧化铝的收得率为92.0%。

实例9

如实例3，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。其后的工艺过程如实例1，不同的是矿浆在压煮器内加热至200℃，并在该温度下向压煮器内按计量加入石灰乳，加入量应使获得的铝土矿混合物内克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.3。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为91.9%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿时，氧化铝的收得率为89.2%。

实例10

如实例3，把铝土矿、返回溶液和石灰乳加入球磨机内湿磨。其后的工艺过程如实例1，不同的是矿浆在压煮器内加热至220℃，并在该温度下向压煮器内按计量加入石灰乳，加入量应使获得的铝土矿混合物内克分子比为CaO∶Fe₂O₃＝0.3。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为92.93%。

按照美国专利第3，966，874号所述的方法处理同一铝土矿时，氧化铝的收得率为89.7%。

实例11

如实例4那样把铝土矿处理成氧化铝，不同的是使用含有钙、铁和硅的氧化物的产品作为含钙添加物，氧化物中的克分子比为：

Fe₂O₃∶CaO＝0.05和SiO₂∶CaO＝0.02

为了制备含钙的添加物，可把含有上述组分的氧化物与下述原料相混合：不合格的铝土矿（重量%）：Al₂O₃38.0、Fe₂O₃13.0、SiO₂24.9、灼烧损失20、其它5;石灰石（重量%）：CaO54.0、SiO₂1.3、Fe₂O₃0.4、灼烧损失42.7、其它1.1;赤泥（重量%）：Fe₂O₃55.0、Al₂O₃12.0、CaO9.0、SiO₂5.5、灼烧损失13、其它5。

得到的混合物在950℃的温度下焙烧2小时。然后把生成的烧结块用碱液处理，碱液的组成如下（克/升）：

氢氧化钠状态的Na₂O15.5、Al₂O₃5.0、温度65℃。

浸出时氧化铝的收得率为93.5%。

实例12

如实例11，把铝土矿处理成氧化铝，不同的是使用具有下述克分子比的钙、铁和硅的氧化物产品作为含钙添加物：

Fe₂O₃∶CaO＝0.08

SiO₂∶CaO＝0.03

为了制备含钙添加物，如实例11那样把不合格的铝土矿和赤泥混合，但用苛化泥渣来代替石灰石，苛化泥渣的组成为（重量%）：Al₂O₃11.2、CaO47.8、Na₂O1.0、灼烧损失24.4。

得到的混合物在1050℃的温度下焙烧1.5小时。得到的烧结块用以下成分的碱液处理，碱液的组成为（克/升）氢氧化钠状态的的Na₂O45.0、Al₂O₃18.0、温度70℃。

浸出时氧化铝的收得率为94.0%。

实例13

如实例11那样把铝土矿处理成氧化铝，不同的是使用具有下述克分子比的钙、铁和硅的氧化物产品作为含钙添加物：

Fe₂O₃∶CaO＝0.11

SiO₂∶CaO＝0.05

得到的混合物在1100℃的温度下焙烧1小时。生成的烧结块用碱液处理，碱液的成分为（克/升）：氢氧化钠状态的的Na₂O70、Al₂O₃20.0、温度70℃。

浸出时氧化铝的收得率为93.1%。

实例14

如实例8，把铝土矿、返回溶液、石灰乳加入球磨机内湿磨，得到的原料矿浆经过10小时搅拌，然后送往预加热器，加热至150℃，并送入压煮器，加热至255℃，达到这一温度后，如实例8向压煮器内加入石灰乳。矿浆在255℃温度下保持45分钟，后续过程的进行和实例1及8相同。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.3%。

实例15

如实例8，将铝土矿、返回溶液、石灰乳加入球磨机内磨细，得到的原料矿浆经过2小时搅拌，在预热器内把它加热至200℃并送入压煮器内浸出，在该处矿浆被加热至265℃，达到这一温度后，如实例8向压煮器内加入石灰乳，后续过程的进行与实例1相同。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为94.7%。

实例16

如实例8，将铝土矿、返回溶液、石灰乳送入球磨机磨细，得到的原料矿浆经过6小时搅拌，然后送往预加热器加热至200℃。接着把矿浆送入压煮器，加热到280℃，达到这一温度后，如实例8、13、14向压煮器内加入石灰乳。矿浆在压煮器内在280℃的温度下保持30分钟，后继过程 合的进行如实例8。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为95.0%。

实例17

铝土矿的浸出过程如实例15，不同的是用特殊制备的含钙添加物来代替石灰石加到工艺过程中，添加物的制备方法如实例12所述。

铝土矿浸出时氧化铝的收得率为95.94%。

实例18

如实例4那样浸出铝土矿，不同的是在压煮器内铝土矿被加热到280℃。

铝土矿浸出时氧化铝的收得率为95.0%。

实例19

如实例17那样浸出铝土矿，不同的用特殊制备的含钙添加物代替石灰石加到工艺过程中，添加物的制备方法如实例12所述。

浸出铝土矿时氧化铝的收得率为95.8%。

Claims (5)

1、处理铝土矿制取氧化铝的方法，此方法包括磨细铝土矿以获得矿浆，加入含钙添加物，加热矿浆到200～280℃，用工艺水来稀释矿浆，从铝酸盐溶液中分离出固相，并接着分离铝酸盐溶液中的铝酸钠，办法是在晶种存在的条件下把溶液冷却到40～50℃的温度而得到悬浮液，用氢氧化铝作为晶种，从得到的悬浮液中分离出生成的氢氧化铝，其特微是在铝土矿磨细阶段加入含钙添加物并使克分子比达到CaO∶TiO₂=0.7～2.0，以及矿浆加热后加入含钙添加物并使克分子比达到CaO∶Fe₂O₃=0.1～0.3。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于以含铁、钙和硅的氧化物作为含钙的添加物，氧化物的克分子比如下：

Fe₂O₃∶CaO＝0.05～0.11和SiO₂∶CaO＝0.02～0.05，制备含钙添加物时把含氧化物铁2.5～25.0（重量）%的原料，含氧化钙55.0～85.0℃（重量）%的原料和含氧化硅1.0～35.0（重量）%的原料在温度950～1100℃之下焙烧，接着把含有呈氢氧化钠状态的Na₂O15～70克/升和氧化铝5～20克/升的溶液加到所得的烧结产品中。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于利用赤泥来作为含氧化铁的原料。

4、根据权利要求2的方法，其特征在于利用石灰石、工艺水苛化的泥渣和草酸盐泥渣作为含氧化钙的原料。

5、根据权利要求2的方法，其特征在于利用不合格的高硅铝土矿来作为含氧化硅的原料。