专利名称：新型铝酸钠溶出工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及氧化铝的生产方法领域，特别涉及以铝土矿为原料，生成铝酸钠溶液的生产方法。
背景技术：
现行工业氧化铝的生产过程，主要有两部分组成①由铝土矿和碱混合，在一定的条件下反应生成铝酸钠；②把铝酸钠在一定条件下进行分解生成l(OH)3，Al(OH)3煅烧后生成Al2O3。
现行工业氧化铝生产方法主要有“拜尔高压溶出法”和“碱石灰烧结法”拜尔高压溶出法工艺中的铝酸钠的生成，是采用铝土矿和NaOH溶液混合，然后进入矿浆储槽中，在100℃～105℃下、保温8h～10h进行预脱硅，再用特制的高压泵把预脱硅后的矿浆压送到温度230℃～280℃、压力3.7MPa～6.5MPa的高压溶出器中，使铝土矿中Al2O3转化成铝酸钠，铝酸钠再经过分解、洗涤、煅烧后可得到氧化铝。
拜尔高压溶出法由于是在高压、高温下操作，因此，设备选材、制作工艺要求严格，配套设备多，投资巨大，并且存在化工介质高压爆炸的安全隐患。
碱石灰烧结法工艺中的铝酸钠的生成，是把铝土矿、熟石灰、Na2CO3溶液和煤等物质相互混合磨成矿浆后，用高压喷枪把矿浆送到温度1250℃～1350℃的回转窑内煅烧。铝土矿中的Al2O3在高温下与Na2CO3反应生成铝酸钠，铝酸钠经过碳化分解后可生成Al2O3。
碱石灰烧结法在原料配比时，由于配入了大量熟石灰、煤等辅助材料，所以相对来讲物料流量大，每吨熟料所能产出的Al2O3质量少。由于矿浆是1250℃～1350℃下发生反应生成铝酸钠的，因此，存在着建造费用高、能源消耗量大、生产成本高、产品质量低等诸多不利因素。
本
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种新型铝酸钠溶出工艺，该工艺与拜尔法高压溶出工艺相比，新型酸钠溶出工艺没有矿浆在100℃～105℃下，保温8h～10h预脱硅程序，也没有压力3.7MPa～6.5MPa的高压设备，溶出过程是在与大气相通的，长度很短的，外加热回转窑内进行的。反应过程容易操作，特别是各种晶型的铝土矿在设定温度下，铝土矿中Al2O3和碱能够在1分钟内(指铝土矿的理论提取率下)全部转化成铝酸钠的特点。该工艺与碱石灰烧结法工艺相比在原料配比方面，新型铝酸钠溶出工艺没有大量的熟石灰、煤等辅助材料的加入，在溶出温度方面，没有1250℃～1350℃的高温溶出过程。新型铝酸钠溶出工艺的溶出过程，对于最难溶出的一水硬铝石来说，溶出温度是在460℃±30℃、衡温1分钟的条件下就可把铝土矿中Al2O3和碱反应生成铝酸钠的。
综上所述新型铝酸钠溶出工艺具有安全、环保、节能、建造费用低、产品质量高、生产成本低、生产过程容易、操作简单等优点。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的，本发明所提供的新型铝酸钠溶出工艺包括下述步骤1)、将铝土矿(一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石)和循环母液进行配料；2)、在普通碳钢制成的搅拌装置内，把铝土矿和循环母液，在敞口、室温下搅拌10～20分钟；3)、把混合后的矿浆用泵送到预脱水装置内进行脱水，使矿浆成为含水率小于10％的固体混合物；4)、把固体混合物送入到外加热回转窑内加热，固体混合物在外加热回转窑内最高温度处运行1分钟后，铝土矿中所含的Al2O3，转化成固体铝酸钠；Al2O3·(1或3个)H2O+2NaOH+H2O 2NaAlO2+2H2O↑5)、从回转窑内出来的固体铝酸钠混合物直接进入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液组成的搅拌装置内，在常压下进行水解脱硅2NaAlO2+H2O+aq=2NaOH+Al2O3+aq6)、把水解、脱硅后的铝酸钠混合溶液进行过滤，制得铝酸钠溶液和赤泥，赤泥洗涤后送赤泥堆场；7)、把铝酸钠溶液送入晶种分解槽中，添加晶种铝酸钠进行分解，生成Al(OH)3和循环母液；8)、通过过滤得到固体Al(OH)3，在经过洗涤、煅烧程序后，可得产品级Al(OH)3和Al2O3；9)、把过滤后得到的液体——循环母液，送到多效蒸发装置中进行浓缩，使循环母液浓度增大，然后浓缩后的循环母液和铝土矿继续进行混合配料；10)、上述工艺可循环操作，可源源不断地生产出产品～Al(OH)3和Al2O3。
在上述第1)步骤中的配料要求为Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.36～1.52；在上述第4)步骤中当所用铝土矿是一水硬铝石时，外加热回转窑内最高温度处温度控制在460℃±30℃的范围内；当所用铝土矿是一水铝软石、三水铝石时，外加热回转窑内最高温度处温度控制在330℃～400℃范围内；在上述第6)步骤中所制得的铝酸钠溶液和赤泥其Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.52～1.56，硅量指数A/S＞250；在上述(配料程序中)铝土矿在配料时要求细度如下一水硬铝石在120～160目范围内；一水软铝石和三水铝石在60～100目范围内；在上述(配料程序中)的循环母液是指由H2O、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Al2O3及少量SiO2、Fe2O3组成的液体混合物。
下面就本发明的技术内容及详细说明配合附图和所给出的实施例进行说明如下。
图1是本发明新型铝酸钠溶出工艺流程图。
具体实施例方式
参看附图，本发明所提供的新型铝酸钠溶出工艺主要包括下述步骤将铝土矿(包括一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石及其它含铝矿物)和循环母液在常温下搅拌→预脱水→加入到外加热回转窑内→得到固体铝酸钠→与赤泥洗液和Al(OH)3混合水解脱硅→过滤后得到Na2O与Al2O3→铝酸钠溶液在晶种分解后进行过滤制得Al(OH)3和循环母液→洗涤煅烧后可得到产品→氢氧化铝和氧化铝。
实施例1用新型铝酸钠溶出工艺，以山西塑洲一水硬铝石为原料进行生产，矿石组成如下
实施步骤如下1、将一水硬铝石粉碎到过150目筛(筛余量小于8％)和循环母液(按Na2O∶Al2O3摩尔比1.50～1.52进行配料(备注当第一次操作时，无循环母液时，可用氯碱工业中的液体NaOH或用固体NaOH+H2O溶解制取)；2、在普通碳钢制成的搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌10～20分钟；3、把混合后的矿浆用泵送到高速离心喷雾干燥器或其它干燥装置及矿浆蒸发设备内进行预脱水，使矿浆成为含水≤10％的固体混合物；4、把经过预脱水的固体混合物进入到长度6m～9m，直径随产量的增大而增大的外加热回转窑内，外加热回转窑内最高温度处温度控制在460℃±30℃的范围内，固体混合物在外加热回转窑内运行时间10～16分钟，即可完成铝土矿中Al2O3和碱反应生成铝酸钠的反应过程；5、从回转窑运行出来的铝酸钠固体混合物，可直接进入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液组成的、普通碳钢制成的，与大气相通的搅拌装置内。使溶液温度控制在85℃～95℃、搅拌装置转速控制在90r/min～110r/min、Al2O3含量达到128g/L～130g/L、Na2O含量达到120g/L～123g/L的范围内进行水解脱硅，搅拌装置运行3h～4h后停止搅拌；6、把水解脱硅后的铝酸钠溶液混合物进行过滤，可得到Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.52～1.56，硅量指数A/S＞250的铝酸钠溶液；7、铝酸钠溶液在经过叶滤机后进入晶种分解槽，在添加晶种的条件下搅拌可制得固体Al(OH)3和循环母液；8、固体Al(OH)3经过洗涤、煅烧等程序后，可得到产品级Al(OH)3和Al2O3；9、循环母液经过多效降膜蒸发器得以浓缩，经过浓缩后的循环母液返回第1程序继续和矿石进行混合配料，溶出下一批产品。
实施例2用新型铝酸钠溶出工艺，以河南一水软铝石为原料进行生产，矿石成分如下
实施步骤如下1、将一水软铝石粉碎到过100目筛(其筛余量不得超过10％)后和(上述实例中第7程序中)浓缩后的循环母液按Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.48～1.51进行配料；2、在普通碳钢制成的搅拌装置内，在敞口、室温下搅拌10～20分钟；3、把混合后的矿浆用泵送到高速离心喷雾干燥器或其它干燥装置及矿浆蒸发设备内进行预脱水，使矿浆成为含水≤10％的固体混合物；4、把经过预脱水的固体混合物进入到长度6m～9m，直径随产量的增大而增大的外加热回转窑内，外加热回转窑内最高温度处温度控制在380℃±30℃的范围内，固体混合物在外加热回转窑内运行时间10～16分钟，即可完成铝土矿中Al2O3和碱反应生成铝酸钠的反应过程；5、从回转窑运行出来的铝酸钠固体混合物，可直接进入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液组成的、普通碳钢制成的，与大气相通的搅拌装置内。使溶液温度控制在85℃～95℃、搅拌装置转速控制在90r/min～110r/min、Al2O3含量达到128g/L～130g/L、Na3O含量达到120g/L～123g/L的范围内进行水解脱硅，搅拌装置运行3h～4h后停止搅拌；6、把水解脱硅后的铝酸钠溶液混合物进行过滤，可得到Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.52～1.56，硅量指数A/S＞250的铝酸钠溶液；7、铝酸钠溶液在经过叶滤机后进入晶种分解槽，在添加晶种的条件下搅拌可制得固体Al(OH)3和循环母液；8、固体Al(OH)3经过洗涤、煅烧等程序后，可得到产品级Al(OH)3和Al2O3；9、循环母液经过多效降膜蒸发器得以浓缩，经过浓缩后的循环母液返回第1程序继续和矿石进行混合配料，溶出下一批产品。
以上所述则是本发明的具体实施例及所运用的技术手段，根据本文的揭露或教导可衍生推导出许多的变更与修正，若依本发明的构想所作出的等效改变，其所产生的作用仍未超出说明书及图式所涵盖的实质精神时，均应视为在本发明的技术范畴之内。
权利要求
1.一种新型铝酸钠溶出工艺，其特征在于其工艺包括下述步骤1)、将铝土矿(一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石)和循环母液进行配料；2)、在普通碳钢制成的搅拌装置内，把铝土矿和循环母液，在敞口、室温下搅拌10～20分钟；3)、把混合后的矿浆用泵送到预脱水装置内进行脱水，使矿浆成为含水率小于10％的固体混合物；4)、把固体混合物送入到外加热回转窑内加热，固体混合物在外加热回转窑内最高温度处运行1分钟后，铝土矿中所含的Al2O3转化成固体铝酸钠；Al2O3·(1或3个)H2O+2NaOH+H2O 2NaAlO2+2H2O↑5)、从回转窑内出来的固体铝酸钠混合物直接进入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液组成的搅拌装置内，在常压下进行水解脱硅2NaAlO2+H2O+aq＝2NaOH+Al2O3+aq6)、把水解、脱硅后的铝酸钠混合溶液进行过滤，制得铝酸钠溶液和赤泥，赤泥洗涤后送赤泥堆场；7)、把铝酸钠溶液送入晶种分解槽中，添加晶种铝酸钠进行分解，生成Al(OH)3和循环母液；8)、通过过滤得到固体Al(OH)3，在经过洗涤、煅烧程序后，可得产品级Al(OH)3和Al2O3；9)、把过滤后得到的液体——循环母液，送到多效蒸发装置中进行浓缩，使循环母液浓度增大，然后浓缩后的循环母液和铝土矿继续进行混合配料；10)、上述工艺可循环操作，可源源不断地生产出产品～Al(OH)3和Al2O3。
2.根据权利要求1所述的新型铝酸钠溶出工艺其特征在于在上述第1)步骤中的配料要求为Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.36～1.52。
3.根据权利要求1所述的新型铝酸钠溶出工艺其特征在于在上述第4)步骤中，当所用铝土矿是一水硬铝石时，外加热回转窑内最高温度处温度控制在460℃±30℃的范围内；当所用铝土矿是一水铝软石、三水铝石时，外加热回转窑内最高温度处温度控制在330℃～400℃范围内。
4.根据权利要求1所述的新型铝酸钠溶出工艺其特征在于在上述第6)步骤中，所制得的铝酸钠溶液和赤泥其Na2O∶Al2O3摩尔比MR＝1.52～1.56，硅量指数A/S＞250。
5.根据权利要求1所述的新型铝酸钠溶出工艺其特征在于上述(配料程序中)铝土矿在配料时要求细度如下一水硬铝石在120～160目范围内；一水软铝石和三水铝石在60～100目范围内。
6.根据权利要求1所述的新型铝酸钠溶出工艺其特征在于上述(配料程序中)的循环母液是指由H2O、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Al2O3及少量SiO2、Fe2O3组成的液体混合物。
全文摘要
本发明提供一种新型铝酸钠溶出工艺，其主要步骤包括将铝土矿(包括一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石及其它含铝矿物)和循环母液在常温下搅拌→预脱水→加入到外加热回转窑内→得到固体铝酸钠→与赤泥洗液和Al(OH)
文档编号C01F7/00GK101070174SQ20071011056
公开日2007年11月14日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者孙松涛 申请人:内蒙古联合工业有限公司