CN1273942A - 一水硬铝石型铝土矿脱硅方法 - Google Patents
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Abstract
一水硬铝石型铝土矿脱硅方法,本发明通过对一水硬铝石型铝土矿进行焙烧处理,以改变铝土矿中铝、硅矿物的形态和晶体构造,特别是改善铝硅酸盐矿物中硅的结晶形态,使其由晶态的铝硅酸盐矿物转变为非晶态的无定型二氧化硅,在稀碱溶液中选择性地溶出,从而达到脱硅和提高A/S比的目的。本发明不仅能够回收一水硬铝石中的铝,还能回收铝硅酸盐中的铝,氧化铝的总回收率大于97%。
Description
本发明涉及一种一水硬铝石型铝土矿的焙烧—溶出脱硅方法。
我国的铝土矿资源丰富,但绝大多数属一水硬铝石型铝土矿,这种矿石具有高铝、高硅、低铝硅比(A/S)、低铁和矿物结晶细散、组成复杂的特点。由于矿石硅高、铝硅比低,使我国氧化铝生产能耗高、效益差。因此采取经济有效的预脱硅工艺,提高氧化铝生产原料的铝硅比,是实现我国氧化铝高效低耗生产的重要途径。目前,铝土矿的预脱硅方法主要有生物脱硅法和物理脱硅法。生物脱硅法是利用微生物来分解矿石中的硅酸盐和铝硅酸盐矿物,使硅转变成可溶性的硅,而氧化铝以不溶物的形式存在,其缺点是脱硅速度慢,周期长,条件要求苛刻,难于在工业生产中应用。物理脱硅法是应用物理的方法(如浮选法)来实现一水硬铝石和硅酸盐、铝硅酸盐矿物的分离,其缺点是由于铝硅酸盐含有一定数量的铝,铝的回收率较低。
为了提高一水硬铝石型铝土矿的铝硅比,提高预脱硅过程中铝的回收率,回收铝硅酸盐中的铝,特提出本发明。
本发明包括对一水硬铝石型铝土矿的焙烧、碱浸溶出、固液分离等,具体工艺参数为:
1>焙烧:采用回转窑焙烧铝土矿,工艺参数为:将粒度小于25mm的铝土矿在1000~1100℃温度下焙烧,焙烧时间15~30min,窑内升温速度为20~25℃/min;
经焙烧后,一水硬铝石型铝土矿发生以下反应:
其中,α′-Al2O3是一种活性很大,较一水硬铝石(Al2O3·H2O)更易溶于碱,α-Al2O3是一种在常压低温条件下不与碱反应,而在高温加压的拜耳法溶出过程中,能充分溶出的刚玉型氧化铝。
含硅矿物经焙烧发生脱水反应并分解产生非晶态无定型的SiO2:
2>碱浸溶出,焙烧过的矿石经进一步细磨后,采用机械搅拌,用苛性碱溶液在90~95℃下溶出,磨矿粒度为-0.076mm(-200目)80~85%,苛性碱重量百分比浓度Na2Ok=100~150g/L,溶出时间100~120min,溶出液固比L/S=3~5∶1。
3>碱浸溶出后进行固液分离,得铝精矿,用于拜耳法生产氧化铝,滤液采用Ca(OH)2处理产生CaO·SiO2沉淀,溶液则返回碱浸过程。
在焙烧过程中分解产生的无定型SiO2可在低温条件中与稀碱溶液发生反应而脱硅。
本发明通过对一水硬铝石型铝土矿进行焙烧处理,以改变铝土矿中铝、硅矿物的形态和晶体构造,特别是改善铝硅酸盐矿物中硅的结晶形态,使其由晶态的铝硅酸盐矿物转变为非晶态的无定型二氧化硅,在稀碱溶液中选择性地溶出,从而达到脱硅和提高A/S比的目的。本发明不仅能够回收一水硬铝石中的铝,还能回收铝硅酸盐中的铝,氧化铝的总回收率大于97%。
附图说明:
图1:本发明工艺流程示意图。
实施例:
1.使用原矿A/S=4.4的山西铝土矿,采用回转窑焙烧,工艺制度为:矿物粒度小于20mm,焙烧温度1050~1100℃,焙烧时间15~20min,窑内升温速度为24℃/min,焙烧矿石经进一步细磨至-0.076mm(-200目)80~85%,苛性碱重量百分比浓度为Na2Ok=150g/L,溶出温度90~95℃下溶出,溶出时间100min,溶出液固比L/S=4∶1,精矿铝硅比A/S=9.90,Al2O3回收率为97.7%。
Claims (1)
1.一种一水硬铝石型铝土矿脱硅方法,其特征在于:本发明包括对一水硬铝石型铝土矿的焙烧、碱浸溶出、固液分离等,具体工艺参数为:
1>焙烧:采用回转窑焙烧铝土矿,矿石粒度小于25mm,焙烧温度1000~1100℃,焙烧时间15~30min,窑内升温速度为20~25℃/min;
2>碱浸溶出,焙烧过的矿石经进一步细磨后,采用机械搅拌,用苛性碱溶液在90~95℃下溶出,磨矿粒度为-0.076mm(-200目)80~85%,苛性碱重量百分比浓度Na2Ok=100~150g/L,溶出时间120min,溶出液固比L/S=3~5∶1。
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