CN1421391A - 又一种生产氢氧化铝的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产氢氧化铝的生产方法，尤其是涉及一种利用石灰石(或石灰)和铝矿经烧结等处理生产氢氧化铝的方法。该方法所采用的烧结装置为干式回转窑，并明确了原料配比中将石灰石(或石灰)和铝矿配比计算方法，它与传统的生产方法相比，具有不仅能够实现建大型氧化铝厂的要求，同时用回转窑煅烧物料克服了文献ZL 90 1 10019.6在隧道窑中常出现的烧结不均匀，和料块倒踏影响生产的缺点。设备投资少，能耗低。本法对各种铝硅比(A/S)的铝土矿都适用。

Description

又一种生产氢氧化铝的新方法

所属领域

本发明涉及一种生产氢氧化铝的生产方法，尤其是涉及一种利用石灰石(或石灰)和铝矿经烧结等处理生产氢氧化铝的方法。

本发明是在发明专利《一种生产氢氧化铝的新方法》(专利号ZL90 1 10019.6)的基础上对其生产工艺再进行改进和创新而得到的生产氢氧化铝的又一新方法，这种方法适于用铝矿大规模的生产各种级别的氢氧化铝。

背景技术

文献ZL 90 1 10019.6公开的一种生产氢氧化铝的方法是将石灰石(或石灰)和铝矿按CaO与AL₂O₃分子比为1∶1配料混合后，粉碎细度至150目以上，加水制成砖块状料块，在隧道窑、轮窑或倒焰窑中进行外投煤或煤气，在1250-1450℃下烧结，烧结熟料经粉碎后用150克/升碳酸钠溶液在常压和80°-95℃下浸取，浸取液用喷射自吸石灰窑气的二氧化碳进行碳酸化分解，析出AL(OH)₃，母液循环使用。

文献ZL 90 1 10019.6公开的生产氢氧化铝的方法解决了以往氧化铝生产中存在的硅、硫干扰又不易克服等重大难题，该法使氧化铝的提取率高，碱耗少，生产工艺简化，与当今工业上广泛使用的拜尔法和碱石灰烧结法相比设备投资少、能耗少，而且产品的成本低。

但是文献ZL90110019.6技术通过工业应用也暴露出了一些不足：

1、用该方法建氧化铝厂的规模不够大，产量小，一个倒焰窑的一次烧结熟料最大限度只有200吨，只能生产出100吨氧化铝，而且不能连续生产。采用隧道窑烧结，实现了连续化生产，但是目前能建造的隧道窑，一条隧道窑一年能生产的烧结熟料只有5-10万吨，可生产氧化铝3-5万吨，如果要建成10万吨至100万吨的生产厂，就要建成很多条隧道窑，占地面积较大，这是该法不足的一个方面。

2、该法用隧道窑进行烧结时，由于窑内温度常会出现不均匀，使烧结料块在温度偏低的区域达不到充分烧结，从而影响氧化铝的浸出率，同时窑内温度不均还会造成料块各部收缩不一致，常会造成料块倒踏现象，进一步造成烧结不均，还会造成窑车运行困难等现象发生。

3、该法在石灰石与铝土矿配料的方法上仅说明了CaO与AL₂O₃按分子比为1∶1，但是石灰石和铝土矿中还有SiO₂，Fe₂O₃，TiO₂等成份，没有指出CaO与SiO₂，Fe₂O₃，TiO₂的配料比。

四、发明目的

本发明的目的是为了克服文献ZL 90 1 10019.6技术的上述不足而提出进一步改进和创新，提供一种烧结温度均匀、原料配制明确、适合大规模生产氢氧化铝的又一新方法。

五、技术内容

本发明是这样实现的，将石灰石(或石灰)和铝矿按CaO与AL₂O₃的分子比为1∶1，CaO与SiO₂的分子比为2∶1，CaO与Fe₂O₃的分子比为3∶1，CaO与TiO₂的分子比为2∶1进行配料。将石灰石原料的综合样和铝矿原料的综合样进行化学成分分析以后，根据上述原理，通过计算而得出石灰石与铝矿的配料比，配料后经混匀，粉碎、粉磨细度至150目以上，用成球盘制成球状颗料，用干式回转窑通过喷气(煤气、或天然气)或喷油(重油)或喷煤(煤灰分少于10％含硫量小于0.8％)进行煅烧，温度控制在高温段为1300℃-1450℃，烧结出熟料后，以后的湿法生产工艺方法与文献ZL 90 1 10019.6相同。

六、有益效果

本发明具有以下特点：

1、本法的原料配比，不仅要满足CaO与AL₂O₃分子比为1∶1，还进一步要求CaO与SiO₂的分子比为2∶1，CaO与Fe₂O₃的分子比为3∶1，CaO与TiO₂的分子比为2∶1进行配比，配料比得到了进一步深化。

2、本法的烧结方式和煅烧使用的设备与文献ZL 90 1 10019.6不同，文献ZL 90 1 10019.6是原料经粉磨后制成块状物在块状烧结窑炉煅烧，本法是原料经粉磨后制成球状物在回转窑中煅烧，本法能够实现建大型氧化铝厂的要求，同时用回转窑煅烧物料克服了文献ZL 90 1 10019.6在隧道窑中常出现的烧结不均匀，和料块倒踏影响生产的缺点。

3、本法用回转窑煅烧方法不同于碱石灰烧结法用回转窑煅烧的方法，碱石灰烧结法的原料除了石灰、铝矿外还参有碱，烧结物料不同，同时碱石灰烧结法所用回转窑是湿法煅烧回转窑，进入回转窑的物料是湿料浆，需要大量排湿，湿法回转窑设备很长(100米以上)，投资大，能耗高；而本法采用的回转窑是干法煅烧回转窑，进入回转窑的物料是含水量很低的料球，干法回转窑一般比湿法回转窑长度缩短一倍，投资也大为减少，能耗也节省。

4、本法的回转窑煅烧法也不同于传统上曾经试验过的石灰烧结法，传统的石灰烧结法的配料是按CaO与AL₂O₃₊的分子比为12∶7进行配料，显然与本法配料不同，同时传统的石灰烧结法只适用于铝硅比(A/S)小于5的铝土矿，同时对氧化铝提取率只有40％左右，从而被淘汰了。本法对各种铝硅比(A/S)的铝土矿都适用，特别适合铝硅比(A/S)大于8以上一水硬铝石铝土矿，铝硅比越大，生产成本越低，经济效益越好。

5、本法的烧结用的燃料可以是煤气或天然气，有条件的地方也可以用油(重油)，这些燃料不产生灰份，不会影响烧结料的物料配比，可确保得到氧化铝高溶出率，在不具有气和油燃料的情况下，也可使用煤作燃料，但所用煤尽量采用低灰份和低硫的煤(一般要求的煤灰份小10％，含硫量小于0.8％)，用煤作燃料时，煤的灰份要掺入烧结料中，会影响和改变物料的配比，从而影响氧化铝的浸出率，会使氧化铝的浸出率显著降低。

6、本法采用了干法回转窑燃烧工艺，在建厂投资上更省，建一座30万吨的氧化铝厂仅需3亿至4亿人民币，用拜尔法和碱石灰烧结法建一座30万吨氧化铝厂需要30亿至50亿人民币，可见用拜尔法和碱石灰烧结法建一个氧化铝厂的投资，如果用本法，可建10个相同规模的氧化铝厂。

本法同时具有文献ZL 90 1 10019.6所具有的各种优良特点。

七、实施例

试验所采用铝土矿原料是贵州遵义苟江一水硬铝石矿，采取的综合铝矿样经分析测定其化学成份为：AL₂O₃％＝78.30％，SiO₂％＝2.55％，Fe₂O₃％＝2.68％，TiO₂％＝0.47％，烧失量为14.02％。

试验所采用的石灰石原料是贵阳郊区的石灰石，采取的综合样经分析测定，其化学成份为：CaO％＝54.01％，MgO％＝0.81％，SiO₂％＝0.87％，Fe₂O₃％＝0.68％。

查分析化学手册文献得到下列化学式的化学式量：化学式   CaO  AL₂O₃ SiO₂  Fe₂O₃ TiO₂ MgO化学式量  56.08  101.96    60.08   159.69    79.90  40.31

按本法配料原理，CaO与AL₂O₃分子比为1∶1，CaO与SiO₂的分子比为2∶1，CaO与Fe₂O₃的分子比为3∶1，CaO与TiO₂的分子比为2∶1进行配料，通过下式计算： $(\frac{78.3}{101.96}+\frac{2.55+0.87}{60.08}\×2\frac{2.68+0.68}{159.69}\×3\frac{0.47}{79.90}\×2)\frac{56.06}{54.01}=0.99$

得出石灰石与铝矿的配料比为0.99∶1.00。

按照石灰石与铝矿的配料比为0.99∶1.00进行配料，经混合和均化后，粉碎、粉磨至150目，筛余量为4％，然后经成球盘制成球状颗料，通过用Φ2m×40m的回转窑用煤气进行煅烧，高温带达1350°-1400℃，得到棕色的球状烧结熟料，经分析测试，熟料的化学成份为：AL₂O₃％＝55.78％，CaO％＝38.48％，SiO₂％＝2.44％，Fa₂O₃％＝2.39％，TiO₂％＝0.33％，MgO％＝0.58％，熟料经破碎粉磨后，细度达120目，筛余量为3％，熟料粉用150g/L的Na₂CO₃溶液，按固液比为1∶5，在95℃下浸取，得到的浸取液含AL₂O₃为103g/L，SiO₂为1·0g/L，AL₂O₃的浸出率达92％。

浸出液的后面湿法生产过程与文献ZL 90 1 10019.6方法相同。

本实施试验未进行脱硅处理，得到的产品质量如下：

   指标名称：            含量

   AL(OH)3％            99.0％

   Fe₂O₃％            0.02％

   SiO₂％              0.38％

   Na₂O％              0.43％

   水溶盐               0.17％

Claims (3)

1、一种采用石灰烧结法生产氢氧化铝的方法，该方法将石灰石(或石灰)和铝矿按一定原料配比进行配料，混匀后，经粉碎并经加水制成球状颗粒后烧结，烧结物再经碳酸钠溶液浸取，浸取溶再加入二氧化碳进行碳酸化，析出AL(OH)₃，该方法的特征在于所采用的烧结装置为干式回转窑。

2、权利要求1所述方法中的原料配比是指将石灰石(或石灰)和铝矿按CaO与AL₂O₃的分子比为1∶1，CaO与SiO₂的分子比为2∶1，CaO与Fe₂O₃的分子比为3∶1，CaO与TiO₂₊的分子比为2∶1进行配料。

3、权利要求1所述方法中烧结是指在温度1300℃-1450℃下进行烧结。