CN109704374B - 一种用于串联法生产氧化铝的熟料及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于串联法生产氧化铝的熟料及其工艺，涉及烧结技术领域，具体而言，该熟料的碱比为0.94～1.14，钙比为0.98～1.18。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。该熟料能够避免或防止串联法烧结法中铝含量低、铁含量高所可能造成的熟料窑烧成带结圈，在熟料配方中通过合理的配方数值调整，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生产不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。

Description

一种用于串联法生产氧化铝的熟料及其工艺
技术领域
本发明涉及烧结技术领域，具体而言，涉及一种用于串联法生产氧化铝的熟料及其工艺。
背景技术
烧结是不能直接加入高炉的铁矿粉造块的主要方法之一。通过烧结，还可以改善原料冶金性能。目前，烧结法采用碱石灰烧结法，碱石灰烧结法采用铝土矿(A/S 3左右)、碳酸钠、石灰石进行烧结，通过调整不同的熟料配方，使铝土矿中的Al2O3、Fe2O3、SiO2及TiO2，在适宜的烧结温度下，相应的全部生成Na2O·Al2O3、Na2O·Fe2O3、2CaO·SiO2。按摩尔比[Na2O]/[Al2O3+Fe2O3]＝1.0(即碱比)；[CaO]/[SiO2]＝2.0及[CaO]/[TiO2]＝1.0(即钙比)的配料比称为标准配方。
但是现有的烧结法存在一些问题，如在烧结的过程中，容易造成熟料窑烧成带结圈，给熟料窑的操作带来困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于串联法生产氧化铝的熟料，其能够避免或防止串联法烧结法中铝含量低、铁含量高所可能造成的熟料窑烧成带结圈，在熟料配方中通过合理的配方数值调整，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生产不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
本发明的另一目的在于提供一种串联法生产氧化铝的工艺，该工艺独创了串联法使用拜耳法赤泥烧结的熟料配方技术，采用新的碱平衡配方，在熟料配方中，通过钙比计算控制铁含量，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生成不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
本发明是这样实现的：
一种用于串联法生产氧化铝的熟料，熟料的碱比为0.94、0.96、0.98、1.00、1.02、1.04、1.06、1.08、1.10、1.12或1.14，优选地，熟料的碱比为1.04。
熟料的钙比为0.98、1.00、1.02、1.04、1.06、1.08、1.10、1.12、1.14、1.16或1.18，优选地，熟料的钙比为1.08。
需要说明的是，在本发明实施例中，碱比与钙比重新定义。在本发明实施例中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，即：
Figure BDA0001994194230000021
钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比，即：
Figure BDA0001994194230000022
在本发明的一些实施例中，熟料的铁含量小于或等于16％，铁含量可以为15.8％、15.5％、15.0％、14.5％、14.0％、13.5％或13.0％等。
在发明实施例中，上述用于用于串联法生产氧化铝的熟料包括有：碱粉、拜耳法赤泥、石灰石以及无烟煤。
此外，本发明实施例还提供一种串联法生产氧化铝的工艺，其包括将用于串联法生产氧化铝的熟料进行烧结，烧结温度为1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃或1160℃。
上述工艺包括将拜耳法赤泥与碱粉混合配制，配制的碱赤泥经过碱泵送往赤泥储槽，经过调整后通过赤泥浆泵送入管磨机，与一定比例的石灰石和无烟煤在管磨机中研磨，在经回转筛筛选后进入缓冲槽，用缓冲泵将浆料送入浆料调配槽。
具体地，在烧结熟料前，该工艺包括控制熟料的熟料的碱比为0.94、0.96、0.98、1.00、1.02、1.04、1.06、1.08、1.10、1.12或1.14，优选地，熟料的碱比为1.04。
熟料的钙比为0.98、1.00、1.02、1.04、1.06、1.08、1.10、1.12、1.14、1.16或1.18，优选地，熟料的钙比为1.08。
其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。
随着钙比的提高，熟料的烧成温度随之升高，烧成温度范围也随之变宽。但过高的钙比会造成游离氧化钙增加，熟料溶出时会发生二次反应，造成损失。根据本发明实施例提供的烧结温度以及熟料配比，在熟料配方的碱比中计算铁含量，通过合理的配方数值调整，打破传统烧结法把氧化铁配制成铁酸钠矿物的做法，而使氧化铁与氧化钙匹配反应，生成不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
具体地，在本发明实施例中，熟料中氧化钠的溶出率为80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、87.63％、88％、89％、90％、91％、92％、93％或94％，优选为87.63％。熟料中的氧化铝的溶出率为88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。
进一步地，该工艺还包括控制熟料的铁含量不超过16％，即控制熟料中的铁含量为16％、15.8％、15.5％、15.0％、14.5％、14.0％、13.5％或13％等。
本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供了一种用于串联法生产氧化铝的熟料，熟料的碱比为0.94～1.14，钙比为0.98～1.18。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。该熟料能够避免或防止串联法烧结法中铝含量低、铁含量高所可能造成的熟料窑烧成带结圈，在熟料配方中通过合理的配方数值调整，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生产不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
此外，本发明实施例还提供一种串联法生产氧化铝的工艺，该工艺独创了串联法使用拜耳法赤泥烧结的熟料配方技术，采用新的碱平衡配方，在熟料配方中，通过钙比计算控制铁含量，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生成不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例7提供的串联法生产氧化铝的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其包括有：碱粉、拜耳法赤泥、石灰石以及无烟煤。
其中，熟料的碱比为1.04，钙比为1.08；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为16％。
实施例2
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其与实施例1提供的熟料大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
熟料的碱比为1.00，钙比为1.02；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为15％。
实施例3
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其与实施例1～2提供的熟料大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
熟料的碱比为1.08，钙比为1.14；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为15％。
实施例4
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其与实施例1～3提供的熟料大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
熟料的碱比为1.08，钙比为1.08；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为14％。
实施例5
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其与实施例1～4提供的熟料大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
熟料的碱比为1.04，钙比为1.12；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为15％。
实施例6
本实施例提供一种串联法生产氧化铝的熟料，其与实施例1～5提供的熟料大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
熟料的碱比为1.00，钙比为1.12；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。且熟料中铁含量为14％。
实施例7
本实施例提供串联法生产氧化铝的工艺，其包括：
输料配比步骤：
将拜耳法四洗底流送出来的拜耳法赤泥输送至配碱槽，加入碱粉，在配碱槽进行配制得到碱赤泥。
配制的碱赤泥经过配碱泵送往赤泥储槽。然后通过赤泥浆泵送往管磨机，与一定比例的石灰石和无烟煤在管磨机内研磨，在经过回转筛筛选后进入缓冲槽，用缓冲槽将料浆送往生料浆调配工序的料浆调配槽。
将缓冲槽内的生料浆输送至调配槽，取样分析结果，根据化验指标对生料浆进行调配，控制熟料的碱比为1.04，钙比为1.08。铁含量为15％。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。
调配好的料浆经过调配泵送至合格料浆槽，合格料浆通过合格浆泵送至烧成车间料浆槽进行烧结。
烧结步骤：
烧结温度为1140℃。
实施例8
本实施例提供串联法生产氧化铝的工艺，其与实施例7提供的工艺大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
输料配比步骤：
在配制熟料过程中，控制熟料的碱比为1.00，钙比为1.08。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。控制熟料中的铁含量为15％。
烧结步骤：
烧结温度为1150℃。
实施例9
本实施例提供串联法生产氧化铝的工艺，其与实施例7～8提供的工艺大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：
输料配比步骤：
在配制熟料过程中，控制熟料的碱比为1.04，钙比为1.12。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。控制熟料中的铁含量为15％。
烧结步骤：
烧结温度为1150℃。
实施例10
验证实施例7提供的工艺的输料中的氧化钠和氧化铝的溶出率。
采用实施例7中的工艺，进行串联法烧结，测试比计算熟料中的氧化钠和氧化铝的溶出率，溶出率如表1所示。
表1溶出率结果
氧化钠 氧化铝
溶出率 87.63％ 93.3％
综上，本发明实施例提供了一种用于串联法生产氧化铝的熟料，熟料的碱比为0.94～1.14，钙比为0.98～1.18。其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。该熟料能够避免或防止串联法烧结法中铝含量低、铁含量高所可能造成的熟料窑烧成带结圈，在熟料配方中通过合理的配方数值调整，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生产不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
此外，本发明实施例还提供一种串联法生产氧化铝的工艺，该工艺独创了串联法使用拜耳法赤泥烧结的熟料配方技术，采用新的碱平衡配方，在熟料配方中，通过钙比计算控制铁含量，使氧化铁与氧化钙匹配反应，生成不溶的铁酸钙，解决铁使赤泥沉降性变差的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于串联法生产氧化铝的熟料，其特征在于，所述熟料的碱比为0.94～1.14，钙比为0.98～1.18；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。
2.根据权利要求1所述的熟料，其特征在于，所述熟料的碱比为1～1.08，钙比为1.02～1.14。
3.根据权利要求1或2所述的熟料，其特征在于，所述熟料包括有碱粉、拜耳法赤泥、石灰石以及无烟煤。
4.一种串联法生产氧化铝的工艺，其特征在于，其包括将用于串联法生产氧化铝的熟料进行烧结；
烧结前，控制熟料的碱比为0.94～1.14，钙比为0.98～1.18；其中，碱比是指氧化钠与氧化铝的摩尔比，钙比是指氧化钙与氧化硅、氧化铁之和的摩尔比。
5.根据权利要求4所述的串联法生产氧化铝的工艺，其特征在于，所述熟料的碱比为1～1.08，钙比为1.02～1.14。
6.根据权利要求5所述的串联法生产氧化铝的工艺，其特征在于，烧结温度为1100℃～1160℃。
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