CN1623901A - 一种生产氧化铝新工艺 - Google Patents
一种生产氧化铝新工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1623901A CN1623901A CN 200410062965 CN200410062965A CN1623901A CN 1623901 A CN1623901 A CN 1623901A CN 200410062965 CN200410062965 CN 200410062965 CN 200410062965 A CN200410062965 A CN 200410062965A CN 1623901 A CN1623901 A CN 1623901A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mixture
- crushing
- kaolinite
- self
- cao
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生产氧化铝新工艺，其特征是采用先期脱硅将高岭岩、粉煤灰等高硅低铝原料转化为铝硅比≥4，用自粉碎烧结法混合焙烧，碳酸钠稀碱液浸取，洛合反应提纯；自粉碎煅烧立窑产生的废气回收净化为纯净CO2与NaAl2O3溶液进行炭化反应生成氢氧化铝，再将氢氧化铝转变晶型结构生产出氧化铝。有效解决了铝土资源短缺和传统方法产品纯度低、污染重等问题。适用于氧化铝生产企业采用。
Description
技术领域：
本发明属于一种氧化铝生产工艺。
背景技术：
传统的生产氧化铝的方法是用低硅高铝的铝土矿(铝硅比≥4)为原料采用拜尔法或传统的烧结法工艺生产而成。国内铝土矿储量逐年减少，品位不断下降，生产成本越来越高。传统的烧结法即把铝土矿、石灰石、煤与烧碱一起按比例混合煅烧，熟料呈硬块状，浸取时必须先破碎，用水浸取。其缺点是烧碱对设备有腐蚀性，烧成温度高，浸出液纯度低，工艺复杂，成本高，工业废渣堆集如山，污染环境。
近年来国内有根据国外技术改进的煅烧新工艺生产氧化铝，以粉煤灰为原料，把粉煤灰与石灰石粉碎后经炉外预热分解、入窑进行煅烧生产，对熟料进行碱液浸取生产氧化铝。其技术核心是“炉外五级预热与分解，喷煤粉煅烧，专用冷却设备快速冷却，与电厂、锅炉形成整体，余热利用，硅渣生产水泥”，其缺点是投资大，流程长，工艺环节过多，成本高，当铝硅比≤1时，氧化铝产出少，水泥产出多，主副产品位置颠倒。
发明内容：
本发明的目的是提供一种可用高硅低铝的原料，采用简单低成本工艺，综合利用提高效益，生产出高纯度氧化铝和附属产品的方法。
本发明的技术方案是：将Al2O3≥30％的高岭岩或粉煤灰先期脱硅，脱硅流程为：将高岭岩破碎成60-325目(如用粉煤灰为原料不需粉碎)，在煅烧炉内煅烧1-4小时，温度控制在900-1100℃，煅烧高岭土粉用浓度为14-18％的NaOH烧碱液，加助剂(水玻璃或九水硅酸钠)，固液比4-7ml/g进行脱硅反应，固液分离，液体荷化反应后循环使用，固体为完成脱硅的高岭岩，用于自粉碎烧结法生产氧化铝的原料。
脱硅后的高岭岩烘干与石灰石、煤按一定比例混合粉碎，成球后不用预热与炉外分解，直接进立窖烧成自粉碎熟料粉；再用5-8％碳酸钠稀碱液浸取后，固液比1∶4，温度75-90℃，反应20分钟浸取两次。渣液分离；浸取液用洛合剂洛合反应提纯，固体渣清洗后送水泥工段；自粉碎煅烧立窑产生的废气回收净化，产生纯净的CO2气体与NaAl2O3溶液进行炭化反应、清洗，洗液返回浸出工段，沉淀为膏体Al(OH)3，氢氧化铝膏体烘干为氢氧化铝产品。入炉进行转变晶型结构成为氧化铝各种产品。
本发明的有益技术效果是：1、本发明利用的含铝原料为高岭石、粉煤灰、油页岩等含铝矿物，对原料要求不高，CaO2≥52％，高岭石≥32％，原材料丰富，解决了铝土资源短缺问题。所用工业废渣铝硅比≤1，实现了变废为宝，符合环保要求。2、先期脱硅工艺调整铝硅比例，使硅含量降低50％以上，铝硅比≥4，为本发明的自粉碎烧结法提供了优质原料。在高岭土焙烧的现有技术基础上，利用煤系高岭岩在焙烧中，将化学性质稳定的SiO2转变为易于碱反应的SiO2，而使Al2O3保持惰性，借助碱的作用脱硅保铝，一步浸取完成先期脱硅。3、“自粉碎烧结法”可以达到在一个煅烧炉工段内既完成原料相互之间的固液相反应，又完成硅酸二钙在β-γ的晶型转变，在炉内即开始形成自粉碎熟料，粉料粒度达到≤60hm。不用烧碱，不腐蚀设备，烧成温度低，浸出不破碎，产品纯度高。4、浸取后废渣含硅酸二钙≥70％，且细度≤60hm，是生产水泥的最佳原料，可联产高标号水泥；自粉碎烧结法产生的废气经收集洗涤，形成纯净的CO2气体，作为原料气体炭化铝酸钠。两项综合利用既解决了环境污染问题，又降低了生产成本。5、可在同一生产线上多品种生产，市场适应性很强。
附图说明：
附图1为先期脱硅工艺流程图。
附图2为生产氧化铝新工艺流程图。
具体实施方式：
一、高岭土或粉煤灰先期脱硅生产工艺
先期脱硅工艺流程如附图1所示。把高岭岩粉碎到60-325目，经900℃-1100℃焙烧1-4小时(如用粉煤灰则不用粉碎与焙烧)，用浓度为14-18％NaOH碱液，添加助剂水玻璃(添加量为脱硅碱液体积的1/50-1/30)或九水硅酸钠(添加量为5-7g/150ml)，在80℃-95℃下反应60-90分钟，即完成脱硅处理。其中：液固比为4-7ml/g。
二、氧化铝生产工艺
生产氧化铝新工艺流程图如图2所示。先期脱硅后的高岭岩或粉煤灰与石灰石、煤按一定比例混合后，粉碎到60-325目，成球后进窖烧焙烧，成自粉碎熟料粉。该立窑不用炉外预热与炉外分解，可直接将料入窑焙烧。再用5-8％碳酸钠稀碱液浸取，固液比1∶4，温度75-90℃，反应20分钟浸取两次。然后固液分离，滤液采用洛合反应提纯，产品纯度可达99.9％。固渣清洗三次送生产水泥工段；自粉碎煅烧立窑产生的废气回收净化为纯净的CO2气体，存入储罐。将CO2与NaAl2O3溶液进行炭化反应、清洗，洗液返回浸出工段，沉淀为膏体Al(OH)3。氢氧化铝膏体烘干为氢氧化铝产品。用烘干的氢氧化铝产品入炉进行转变晶型结构，成氧化铝各种产品。
本发明与目前国内改革国外煅烧工艺—炉外分解、预热，用粉煤灰与石灰石生产氧化铝新工艺有实质性进步，主要区别在于：
1、原料不同：原工艺原料为粉煤灰，本发明原料不仅用粉煤灰，更主要用高岭岩，开拓了原料新领域。
2、采用了全新的脱硅工艺，此工艺改变了原料中的铝硅比含量，由原来的≤1脱硅后成为≥4，从根本上改变了原料与工艺的性质。
3、核心部分的自粉碎烧结法煅烧工艺，原工艺是炉外预热、分解技术的改进，而且是五级旋风与轴留预热，热源采用喷煤粉煅烧，专用设备冷却；本发明不用炉外预热与炉外分解，更不用专用设备冷却，而是用立窖或回转窖经过改进，一次性直接从炉内完成了预热、分解、固液反应、冷却、自粉碎全过程。大大缩短了工艺流程，减少投资50％。
4、原料配比上，原工艺是用粉煤灰、石灰石按摩尔比配料，向炉内喷煤粉；本发明是用高岭岩、石灰石、煤按摩尔比与热能换算配比，煅烧时无二次热源，不用喷煤粉。
5、原工艺对煅烧炉废气无回收利用，本发明将煅烧废气回收、净化为原料CO2进行炭化利用，既解决了环保问题，又降低了原料成本。
6、本发明用西南师大洛合剂提纯，与Ca(OH)3提纯相结合，提纯工艺先进，产品纯度高。原工艺只用Ca(OH)3提纯，产品纯度低。
7、生产成本较低，设备投入少，石灰石用量减少40％，高岭岩脱硅后可用拜尔法生产，成本相对较低；而原工艺只有在联产电、水泥的基础上方可降低成本。
本发明的主要技术参数
1、先期脱硅：高岭岩粉碎到60-325目；焙烧温度900℃-1100℃，时间1-4小时，烧碱(NaOH)浓度14-18％，液固比4-7ml/g，反应温度80-95℃，反应时间60-90分钟。助剂填加量：水玻璃为1/50-1/30或九水碱酸钠5-7g/150ml。
2、石灰石与高岭岩或粉煤灰的质量要求，石灰石CaO含量≥52％，杂质少；高岭岩或粉煤灰Al2O3≥32％。
3、石灰石、高岭岩、煤配比要求：以在熟料中形成的硅酸二钙(2CaO SiO2)、7铝酸12钙(12CaO 7Al2O3)、铁酸二钙(2CaOFa2O3)和钛酸二钙(2CaO TiO2)为准计算合理配比。各组份的摩尔比为CaO∶SiO2＝2，CaO∶Al2O3＝1.7，CaO∶Fe2O3＝2，CaO∶TiO2＝2，煤占8-15％。
4、高温形成的β_2CaOSiO2密度为3000-3300kg/m3转变为γ_2CaO SiO2密度为2700-3000kg/m3时的晶形转变温度400-600℃左右，缓慢冷却，体积澎涨10％，形成自粉碎细料。这是自粉碎法的核心原理。
5、自粉碎焙烧温度1200-1500℃，焙烧时间1小时左右，入炉球形5-15cm。
6、碳酸钠溶液浓度5-7％，反应20分钟，温度75-80℃，固液比1∶4-6，浸出两次。
7、Ca(OH)2脱硅加入量与传统方法一致。CO2气体加入量可视反应情况随时控制。
8、氢氧化铝生产氧化铝，焙烧温度根据产品种类确定在600-1450℃。
本发明的主要化学反应方程式为：
(1)高岭岩矿物焙烧化学反应
(2)先期脱硅反应
(副反应)
(3)自粉碎烧结反应
7(Al2O3 2SO2 2H2O)+40CaCO3——12CaO 7Al2O3
高岭石 石灰石 铝酸钙
+14(β_2CaO SiO2)+14H2O+40CO2
硅酸钙
β_2CaO SiO2——γ_2CaO SiO2(自粉化)
(4)稀碱液浸取自粉碎料
(铝酸钠)
(5)铝酸钠溶液脱硅处理
(硅酸钠) (铝硅酸钙)
(6)碳化处理
Claims (5)
1、一种生产氧化铝的新工艺，其特征在于：对含高硅低铝的高岭岩或粉煤灰原料先期脱硅，使铝硅比从≤1提高到≥4，采用自粉碎烧结法烧成熟料粉，用稀碱液浸取，洛合反应提纯，煅烧窑废气回收净化为纯净CO2气体与NaAl2O3溶液进行炭化反应，清洗沉淀为Al(OH)3膏体，经烘干入炉转变晶型结构，成为氧化铝各种产品。
2、如权利要求1所述的生产氧化铝新工艺，其特征在于：所述的高岭岩先期脱硅的工艺流程为：将高岭岩破碎成60-325目，在煅烧炉内煅烧1-4小时，煅烧炉内温度控制在900-1100℃；煅烧高岭土粉用浓度为14-18％的NaOH烧碱液，加助剂进行脱硅反应，固液比为4-7ml/g，温度80-95℃，反应时间60-90分钟，助剂为1/50-1/30量的水玻璃或5-7g/150ml量的九水硅酸钠；固液分离后固体为脱硅后的高岭岩。
3、如权利要求1或2所述的生产氧化铝新工艺，其特征在于：所述的生产氧化铝新工艺流程是：将脱硅后的高岭岩烘干，与石灰石、煤按一定比例混合粉碎，成球后不用预热与炉外分解，直接入窑烧成自粉碎熟料粉；再用5-8％碳酸钠稀碱液浸取后，固液比1∶4，温度75-90℃，反应20分钟浸取两次，渣液分离；浸取液用洛合剂洛合反应提纯，固体渣清洗后送水泥工段；自粉碎煅烧立窑产生的废气回收净化，产生纯净的CO2气体与NaAl2O3溶液进行炭化反应、清洗，洗液返回浸出工序，沉淀为膏体Al(OH)3，氢氧化铝膏体烘干为氢氧化铝产品，入炉进行转变晶型结构成为氧化铝各种产品，根据不同的产品品种与要求，转型温度为600-1450℃。
4、如权利要求1、2所述的生产氧化铝新工艺，其特征在于：所述的自粉碎烧结法生产熟料粉的流程和参数是：脱硅后的高岭岩与石灰石、煤原料配比为：以熟料中形成的2CaOSiO2，12CaO7Al2O3，2CaOFe2O3，2CaOTiO2为准计算合理配比，按各组份的摩尔比CaO∶SiO2＝2，CaO∶Al2O3＝1.7，CaO∶Fe2O3＝2，CaO∶TiO2＝2，煤占8-15％；混合破碎到60-325目，成球5-15cm入窑后烘干，预热，高温1200-1500℃锻烧1小时后缓慢冷却到400-600℃，使β_2CaOSiO2转变为γ_2CaOSiO2，密度3000-3300kg/m3转变为2700-3000kg/m3，体积澎涨10％，在窑内一步形成自粉碎细料。
5、如权利要求3所述的生产氧化铝新工艺，其特征在于：所述的自粉碎烧结法生产熟料粉的流程和参数是：脱硅后的高岭岩与石灰石、煤原料配比为：以熟料中2CaOSiO2，12CaO7Al2O3，2CaOFe2O3，2CaOTiO2为准计算合理配比，按各组份的摩尔比CaO∶SiO2＝2，CaO∶Al2O3＝1.7，CaO∶Fe2O3＝2，CaO∶TiO2＝2，煤占8-15％，混合破碎到60-325目，成球5-15cm入窑后烘干，预热，高温1200-1500℃锻烧1小时后缓慢冷却到400-600℃，使β_2CaOSiO2转变为γ_2CaOSiO2，密度3000-3300kg/m3转变为2700-3000kg/m3，体积澎涨10％，在窑内一步形成自粉碎细料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410062965 CN1275860C (zh) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | 一种生产氧化铝的工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410062965 CN1275860C (zh) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | 一种生产氧化铝的工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1623901A true CN1623901A (zh) | 2005-06-08 |
| CN1275860C CN1275860C (zh) | 2006-09-20 |
Family
ID=34764516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410062965 Expired - Fee Related CN1275860C (zh) | 2004-07-02 | 2004-07-02 | 一种生产氧化铝的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1275860C (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465096C (zh) * | 2007-05-08 | 2009-03-04 | 浙江大学 | 一种以煤系高岭岩或粉煤灰为原料制备片状氧化铝的方法 |
| CN101759217A (zh) * | 2008-12-25 | 2010-06-30 | 住友化学株式会社 | 制造氧化铝的方法 |
| CN101935046A (zh) * | 2010-07-27 | 2011-01-05 | 山东鲲鹏新材料科技股份有限公司 | 高岭土的碱催化脱硅方法及其产物的用途 |
| CN101306826B (zh) * | 2008-06-20 | 2011-05-25 | 北京世纪地和科技有限公司 | 一种从粉煤灰或炉渣中提取冶金级氧化铝的方法 |
| CN103145165A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-12 | 东北大学 | 一种利用熟料窑尾气进行碳酸化分解的方法 |
| CN110950367A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-03 | 张保森 | 一种利用电站锅炉协同生产铝酸钙粉的工艺 |
| CN115818691A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-21 | 萍乡亨厚新材科技有限公司 | 含氢氧化铝工业污泥固体废物加工再利用方法 |
-
2004
- 2004-07-02 CN CN 200410062965 patent/CN1275860C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465096C (zh) * | 2007-05-08 | 2009-03-04 | 浙江大学 | 一种以煤系高岭岩或粉煤灰为原料制备片状氧化铝的方法 |
| CN101306826B (zh) * | 2008-06-20 | 2011-05-25 | 北京世纪地和科技有限公司 | 一种从粉煤灰或炉渣中提取冶金级氧化铝的方法 |
| CN101759217A (zh) * | 2008-12-25 | 2010-06-30 | 住友化学株式会社 | 制造氧化铝的方法 |
| CN101935046A (zh) * | 2010-07-27 | 2011-01-05 | 山东鲲鹏新材料科技股份有限公司 | 高岭土的碱催化脱硅方法及其产物的用途 |
| CN101935046B (zh) * | 2010-07-27 | 2012-04-25 | 山东鲲鹏新材料科技股份有限公司 | 高岭土的碱催化脱硅方法及其产物的用途 |
| CN103145165A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-12 | 东北大学 | 一种利用熟料窑尾气进行碳酸化分解的方法 |
| CN103145165B (zh) * | 2013-01-08 | 2015-09-02 | 东北大学 | 一种利用熟料窑尾气进行碳酸化分解的方法 |
| CN110950367A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-03 | 张保森 | 一种利用电站锅炉协同生产铝酸钙粉的工艺 |
| CN115818691A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-21 | 萍乡亨厚新材科技有限公司 | 含氢氧化铝工业污泥固体废物加工再利用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1275860C (zh) | 2006-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101863500B (zh) | 一种含铝冶金物料生产氧化铝的方法 | |
| CN102515279B (zh) | 一种综合提取煤矸石中硅铝铁的方法 | |
| CN101831520B (zh) | 一种利用拜耳法赤泥生产海绵铁联产铝酸钠溶液的方法 | |
| CN109516484B (zh) | 一种用电石泥粉煤灰和煤矸石烧结法生产氧化铝的方法 | |
| CN106542551B (zh) | 一种从粉煤灰中联产片钠铝石和水化硅酸钙的方法 | |
| CN108439444A (zh) | 利用铝灰制备氧化铝的方法 | |
| CN1868884A (zh) | 粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法 | |
| CN101891224A (zh) | 利用赤泥和粉煤灰生产氧化铝和白炭黑的方法 | |
| CN101041450A (zh) | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 | |
| WO2013143335A1 (zh) | 碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法 | |
| CN101683988A (zh) | 一种利用含镁物料生产系列镁质化工产品的方法 | |
| CN102311136A (zh) | 一种利用煤矸石生产低铁硫酸铝的方法 | |
| CN108821686A (zh) | 一种铝钙碳酸盐复合胶凝材料的制备方法及产物 | |
| CN102351226A (zh) | 一种粉煤灰生产氧化铝的方法 | |
| AU2020103445A4 (en) | A Process to Extract Silica and Alumina Compounds in Coal Gangue Separately for Syntheses of a Series of Zeolite Products | |
| CN101028935A (zh) | 煤矸石中提取氢氧化铝或氧化铝及其废渣生产水泥的方法 | |
| CN101306819B (zh) | 一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法 | |
| CN103121700A (zh) | 利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法 | |
| CN107500325A (zh) | 一种煤矸石生产纳米氧化铝粉体的方法 | |
| CN106011498B (zh) | 一种铝土矿微波氯化制备金属铝的方法 | |
| CN104258804A (zh) | 一种煤矸石的综合利用方法 | |
| CN108190928A (zh) | 一种高铝粉煤灰合成介孔纳米γ-氧化铝的方法 | |
| CN103936046B (zh) | 一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法 | |
| CN1275860C (zh) | 一种生产氧化铝的工艺 | |
| CN103408050B (zh) | 一种煤矸石中高效提取铝铁钛的方法 |
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 | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060920 |