专利名称：铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及以一水硬铝石为原料拜耳法生产氧化铝的工艺，具体涉及一种将铝废渣废灰用于拜耳法生产氧化铝“加糖”技术的方法。
背景技术：
我国98％以上的铝矿资源是一水硬铝石型铝土矿，活性低，可溶性差。用其生产氧化铝与国外广泛采用的拜耳法处理三水铝石型铝矿相比，在生产的工艺条件和技术指标等方面有着较大的差别。处理一水硬铝石型铝土矿时，采用拜耳法溶出过程需要高温、高压、高苛性碱浓度。尽管这样，溶出-稀释-分离后的精液分子比(αk)仍然偏高，对晶种分解不利，分解周期长，产能低，不易获得砂状氧化铝；由于溶出需要高碱浓度，所以分解母液蒸发量大，降低产能，增加能耗。当然在稀释过程中加入其他原料如三水铝石可以克服上述存在的一些缺陷，但如果专门从国外进口三水铝石也是不现实的。
中国专利申请号为200410049746.8、名称为“一种拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法”中披露，在控制反应的条件下，分批次加入晶种，可以生产出砂状的氧化铝。中国专利号为85108237、名称为“在两种状态下引入晶种以生产大颗粒氧化铝的工艺”中也是披露，在控制反应条件下，分次加入晶种，以提高氧化铝的产量和质量。用三水铝石生产砂状氧化铝已是成熟工艺，为了用一水硬铝石获得砂状氧化铝，可从两方面想办法，一是尽量制得和三水铝石相近的精液即改善精液的奉节性能，采用和三水铝石相近的分解工艺；另一种是基于一水硬铝石制得精液的分解性能较差，而在分解过程想办法，上述两个专利属这个范围。本发明所涉及范围属上述第一种情况。
用氧化铝经熔盐电解生产铝的过程中，会产生一定量的铝渣、铝灰。铝在消费应用过程中，也将产生铝渣铝灰。特别是废铝再生，铝制品报废期大约15年，我国已进入废铝高回收期。废铝再生并重新加工成制品的回收率一般为75-85％，15-25％将成为铝渣铝灰。目前，我国上述三部分铝渣铝灰之和，达80-120万吨/年。如果考虑逐年的增长和历年的积蓄，这个数字将更为惊人。仅废铝再生一项，资料报导截至2003年底，我国废铝积蓄量已达5320万吨，2004-2010年，还将再积蓄约4300万吨。如果这些废铝全部再生，将产生1500-2500万吨铝渣铝灰。逐年大幅度增加的铝渣铝灰，如果不寻找经济有效的方法加以治理，将越来越突显其对环境保护的严重威胁。
我们研究发现，铝渣铝灰含有一定量的金属铝和大量的氧化铝，有很好的可溶性，在较低的温度、常压、较低的碱浓度条件下，即能溶出其中全部金属铝和大部分氧化铝。如果将铝渣铝灰的治理和氧化铝生产结合起来，将会有一箭双雕的效果。
发明内容
基于上述背景，本发明的发明人研究了将铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺。
铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺，其特征在于在稀释工序，添加赤泥洗液的同时，加入适量的废铝渣铝灰，每m3高压溶出矿浆添加入20-80kg铝渣铝灰。优选每m3高压溶出矿浆添加入45-55kg铝渣铝灰。
本发明利用铝渣铝灰很好的可溶性，在高压溶出矿浆稀释的时候，添加适量的铝渣铝灰，降低精液分子比，增加氧化铝浓度，从而缩短分解时间，提高分解率，增加设备产能；还可适当提高分解初温，有利于获得砂状氧化铝，我们称这种技术为“加糖”。一般每m3高压溶出矿浆添加45-55kg左右铝渣铝灰，即可使上述精液分子比从1.60降至1.45。氧化铝浓度从155g/l提高到175g/l。加之精液中有很少一部分铝酸钠来自金属铝，其稳定性远低于由一水硬铝石制得的铝酸钠，分解过程中可起诱导作用。由于分子比下降、氧化铝浓度升高、铝酸钠稳定性降低，从而使分解时间缩短，分解率提高，设备产能增加，还可适当提高分解初温，改善产品质量，有利于获得砂状氧化铝。
本发明所利用的铝渣铝灰来自铝冶炼、废铝再生、铝制品行业，以及这些行业的废料再加工产生的废料。其化学组成(各元素的单质和化合物含量均折合为氧化物，并规一为重量％计)为Al2O340-92，SiO20-20，Fe2O30-6，TiO20-6，CaO0-10，MgO0-10，其他2-15。
本发明的优越性在于1、实现铝渣铝灰的综合利用，既改善氧化铝生产工艺，又节约资源，有利环保；2、用铝渣铝灰“加糖”，比用三水铝石“加糖”优越，主要体现在(1)三水铝石一般含20-30％水分，铝渣铝灰不含水，不致因“加糖”而破坏系统水的平衡；(2)含少量金属铝的铝渣铝灰在碱溶时产生大量热量，试验表明，含5％左右金属铝的铝渣铝灰，用常温碱液溶出，可保持60-90℃自热，不用顾虑因“加糖”而使精液温度降低；(3)铝渣铝灰不用破、磨，无需因“加糖”而增加破、磨设备。
附图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1所用铝渣铝灰之一的化学组成(各元素含量均折合为氧化物，按重量％计)为氧化铝(Al2O3) 73.56氧化硅(SiO2) 11.17氧化镁(MgO) 5.67 氧化钙(CaO) 1.06氧化铁(Fe2O3) 0.95 氧化钛(TiO2) 0.30
其他7.29循环碱液浓度氧化铝141.1g/l，苛性碱279.8g/l；分子比3.26。
高压溶出矿浆(液相)浓度氧化铝279.1g/l，苛性碱255.4g/l；分子比1.51。
在用赤泥洗液稀释过程中每m3高压溶出矿浆加入上述铝渣铝灰50kg，停留30分钟，液固分离，得精液浓度氧化铝158.3g/l，苛性碱143.2g/l；分子比1.49。
所得精液可在分解初温65-70℃，终温45-50℃，晶种系数1.5的条件下分解50-55小时，分解率可达50-52％，基本获得砂状氧化铝。
实施例2所用铝渣铝灰化学组成同实施例1。
循环碱液浓度氧化铝87.9g/l，苛性碱192.9g/l；分子比3.61。
高压溶出矿浆(液相)浓度氧化铝239.4g/l，苛性碱229.0g/l；分子比1.57。
在用赤泥洗液稀释过程中每m3高压溶出矿浆加入上述铝渣铝灰50kg，停留30分钟，液固分离，得精液浓度氧化铝154.1g/l，苛性碱138.4g/l；分子比1.48。
所得精液可在分解初温65-70℃，终温45-50℃，晶种系数1.5的条件下分解50-55小时，分解率可达50-52％，基本获得砂状氧化铝。
实施例3所用铝渣铝灰之一的化学组成(各元素含量均折合为氧化物，按重量％计)为氧化铝(Al2O3) 73.56 氧化硅(SiO2) 11.17氧化镁(MgO) 5.67 氧化钙(CaO)1.06氧化铁(Fe2O3) 0.95 氧化钛(TiO2) 0.30其他 7.29循环碱液浓度氧化铝141.1g/l，苛性碱279.8g/l；分子比3.26。
高压溶出矿浆(液相)浓度氧化铝279.1g/l，苛性碱255.4g/l；分子比1.51。
在用赤泥洗液稀释过程中每m3高压溶出矿浆加入上述铝渣铝灰20kg，停留30分钟，液固分离，得精液浓度氧化铝150.3g/l，苛性碱145.2g/l；分子比1.50。
所得精液可在分解初温65-70℃，终温45-50℃，晶种系数1.5的条件下分解50-55小时，分解率可达50-52％，基本获得砂状氧化铝。
实施例4所用铝渣铝灰化学组成同实施例1。
循环碱液浓度氧化铝87.9g/l，苛性碱192.9g/l；分子比3.61。
高压溶出矿浆(液相)浓度氧化铝239.4g/l，苛性碱229.0g/l；分子比1.57。
在用赤泥洗液稀释过程中每m3高压溶出矿浆加入上述铝渣铝灰80kg，停留30分钟，液固分离，得精液浓度氧化铝156.1g/l，苛性碱147.4g/l；分子比1.49。
所得精液可在分解初温65-70℃，终温45-50℃，晶种系数1.5的条件下分解50-55小时，分解率可达50-52％，基本获得砂状氧化铝。
权利要求
1.铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺，其特征在于在稀释工序，添加赤泥洗液的同时，加入适量的废铝渣铝灰，每m3高压溶出矿浆添加20～80kg铝渣铝灰。
2.如权利要求1所述的铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺，其特征在于每m3高压溶出矿浆添加45-55kg铝渣铝灰。
全文摘要
本发明公开了铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺，具体的方式是在在稀释工序，添加赤泥洗液的同时，加入适量的废铝渣铝灰，每m
文档编号C01F7/00GK1974396SQ20061012829
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者杨冠群, 吴竹成, 杨升, 星野滋郎 申请人:上海添诚商务发展有限公司