专利名称：含氧化钠、氧化钛的铝酸钙炉渣的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于 提取氧化铝的铝酸钙炉渣，具体是一种氧化铝浸出率高的含氧化钠、氧化钛的招酸I丐炉洛。
背景技术：
石灰烧结法是工业生产氧化铝的方法之一，通过石灰烧结含铝物料得到铝酸钙炉渣，铝酸钙炉渣是提取氧化铝的原料。铝酸钙炉渣主要物相为12Ca0 . 7Al203、2Ca0 · SiO2,铝酸钙炉渣中12Ca0 . 7A1203经碳酸钠溶液浸出提取氧化铝。因此，传统的石灰烧结法物料配料过程中配加CaO的量除了满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求外，还要满足与Al2O3反应生成12Ca0 · 7A1203的需钙量，即配加的总的CaO量除去与SiO2结合消耗的CaO后，剩余的CaO与Al2O3的物质摩尔量比为I. 71较为合适。广西平果铝厂赤泥中的主要氧化物是氧化铁和氧化铝，两者占的比例较大，达50%左右。采用COREX工艺熔融还原熔炼处理赤泥，还原熔炼过程中氧化铁被还原形成铁水，赤泥中不被还原的氧化铝等氧化物形成炉渣，炉渣形成过程中通过配加CaO等熔剂调整炉渣成分配比，最终得到铝酸钙熔渣，该铝酸钙炉渣经碳酸钠溶液浸出回收氧化铝，进而实现赤泥的综合利用。该铝酸钙炉渣主要成分为CaO、SiO2和Al2O3,与传统铝酸钙炉渣不同的是，该炉渣还含有一定量的Ti02、Na20。当采用传统的CaO与Al2O3配比即炉渣中总的CaO量减去与SiO2结合生成2Ca0 . SiO2消耗的CaO后，剩余的CaO与Al2O3的物质摩尔量比为I. 71进行调整炉渣成分，还原熔炼得到铝酸钙炉渣。由于渣中Ti02、Na20的影响，该铝酸钙炉渣经碳酸钠溶液浸出回收氧化铝时，炉渣氧化铝浸出率最高仅为78%左右，无法满足氧化铝工业生产要求。因此，如何通过调整炉渣成分配比得到适宜提取氧化铝的铝酸钙炉渣，从而达到综合利用赤泥的目的，具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为解决作为提取氧化铝原料的铝酸钙炉渣由于含有一定量的氧化钠、氧化钛而导致炉洛氧化铝浸出率低的问题，进而提供一种氧化铝浸出率高的含氧化钠、氧化钛的招酸I丐炉洛。本发明技术方案一种含氧化钠、氧化钛的铝酸钙炉渣，包括下述物料成分按质量百分比进行配比，其中 Na2Ol. 5% 4%、Ti023 . 5% 6%、Ca054 57%、Si0217 21%、Al20316 20%，总计100% ;所配物料中Al2O3与SiO2的质量比为O. 8^1. O ;配加的CaO总量满足以下三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要满足与Al2O3反应生成12Ca0
7A1203需要的CaO量，同时根据渣料中Na2OJiO2的含量，还要满足与TiO2物质摩尔量比为O. 5 I. 25的CaO量；配好的物料在1550°C温度下熔炼，时间I个小时，然后按4 5°C /min的冷却速度冷却至1200°C，再自然冷却至室温，即得铝酸钙炉渣。在氧化铝生产过程中，氧化铝浸出率是一个非常重要的技术指标，氧化铝浸出率提高十分困难，每提高1%对企业来说都将带来可观收益。本发明历经2年时间，分析熔炼还原过程中炉渣形成的各种影响因素，逐步摸索炉渣物料配比进行了上百次实验，最终确定了本发明的完全满足氧化铝工业生产工艺要求的炉渣物料配比范围，从而达到综合利用赤泥的目的。本发明的优点是在传统的配料基础上，通过对物料中TiO2配加CaO，有效解决了由于含有一定量的氧化钠、氧化钛而导致铝酸钙炉洛氧化铝浸出率低的问题。使炉洛氧化铝浸出率由原来最高的78%提高到83%以上，完全满足氧化铝工业生产工艺要求，氧化铝浸出率提高了 5%以上，大大增加了氧化铝产量，经济效益显著提高。
具体实施例方式实施例I :炉渣成分按质量百分比进行配比，其中，Na2Ol. 96%、Ti023 . 93%、Ca056. 60%、Si0220. 64%、A120316. 87%,总计 100%。所配物料中 Al2O3 与 SiO2 的质量比为 O. 8 ；配加的CaO总量满足三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要 满足与Al2O3反应生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同时还要满足对TiO2的配钙量，针对TiO2所配的CaO质量百分比为2. 24%，将这部分CaO与TiO2的质量比折合为物质摩尔量比为 O. 8。上述物料在工艺条件为1550°C温度下熔炼，时间I个小时，然后按4 5°C /min的冷却速度冷却至1200°C，再自然冷却至室温，即得铝酸钙炉渣。氧化铝浸出条件为碳酸钠溶液中Na2Oe (碳碱)的质量浓度为110g/L、碳酸钠溶液与炉渣的体积与质量比为4. 5、浸出温度75°C、浸出时间100分钟，Al2O3浸出率为83. 5%，完全满足氧化铝工业生产工艺要求。实施例2 :炉渣成分按质量百分比进行配比，其中，Na2Ol. 87%、Ti025 . 61%、Ca056. 76%、Si0219 . 67%、Α120316· 08%,总计 100%。所配物料中 Al2O3 与 SiO2 的质量比为 O. 8 ；配加的CaO总量满足三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要满足与Al2O3反应生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同时还要满足对TiO2的配钙量，针对TiO2所配的CaO质量百分比为5. 25%，将这部分CaO与TiO2的质量比折合为物质摩尔量比为 I. 25。上述物料按实施例I相同的工艺条件进行熔炼、冷却，得铝酸钙炉渣。氧化铝浸出条件与实施例I相同，Al2O3浸出率为84. 1%。完全满足氧化铝工业生产工艺要求。实施例3 :炉渣成分按质量百分比进行配比，Na203. 82%、Ti023 . 82%、Ca054. 50%、Si0218. 94%、A120318. 94%，总计100%。所配物料中Al2O3与SiO2的物质质量比为I. O ;配加的CaO总量满足三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要满足与Al2O3反应生成12Ca0 . 7A1203需要的CaO量，同时还要满足对TiO2的配钙量，针对TiO2所配的CaO质量百分比为I. 4%,将这部分CaO与TiO2的质量比折合为物质摩尔量比为O. 5。上述物料按实施例I相同的工艺条件进行熔炼、冷却，得铝酸钙炉渣。氧化铝浸出条件与实施例I相同，Al2O3浸出率为84. 8%。完全满足氧化铝工业生产工艺要求。实施例4 :炉渣成分按质量百分比进行配比，Na203. 61%、Ti025 . 42%、Ca055. 10%、Si0217 . 93%、Α120317· 93%，总计100%。所配物料中Al2O3与SiO2的物质质量比为I. O ;配加的CaO总量满足三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要满足与Al2O3反应生成 12Ca0 . 7A1203需要的CaO量，同时还要满足对TiO2的配钙量，针对TiO2所配的CaO质量百分比为5. 25%，将这部分CaO与TiO2的质量比折合为物质摩尔量比为I. 25。上述物料按实施例I相同的工艺条件进行熔炼、冷却，得铝酸钙炉渣。氧化铝浸出条件与实施例I相同，Al2O3浸出率为84. 3%。完全满足氧化铝工业生产工艺要求。
权利要求
1.一种含氧化钠、氧化钛的铝酸钙炉渣，其特征是包括下述物料成分按质量百分比进行配比，其中 Na2Ol. 5% 4%、Ti023 . 5% 6%、Ca054 57%、Si0217 21%、A120316 20%，总计 100% ；所配物料中Al2O3与SiO2的质量比为O. 8^1. O ;配加的CaO总量满足以下三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2Ca0 . SiO2的要求，其次还要满足与Al2O3反应生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同时根据渣料中Na20、Ti02的含量，还要满足与TiO2物质摩尔量比为O. 5 I. 25 的 CaO 量。
2.根据权利要求I所述的一种含氧化钠、氧化钛的铝酸钙炉渣，其特征是配好的物料在1550°C温度下熔炼，时间I个小时，然后按4 5°C /min的冷却速度冷却至1200°C，再自然冷却至室温，即得铝酸钙炉渣。
全文摘要
本发明涉及一种氧化铝浸出率高的含氧化钠、氧化钛的铝酸钙炉渣，包括下述物料成分按质量百分比进行配比，其中Na2O1.5%~4%、TiO23.5%~6%、CaO54~57%、SiO217~21%、Al2O316~20%，总计100%；所配物料中Al2O3与 SiO2质量比为0.8~1.0；配加的CaO总量满足以下三方面要求，首先满足与SiO2反应生成2CaO﹒SiO2要求，其次要满足与Al2O3反应生成12CaO﹒7Al2O3需要的CaO量，同时根据渣料中Na2O、TiO2含量，还要满足与TiO2物质摩尔量比为0.5～1.25的CaO量。其使炉渣氧化铝浸出率由原来最高的78%提高到83%以上。
文档编号C01F7/16GK102730729SQ20121022790
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者佟志芳, 廉丽秀, 李英杰 申请人:江西理工大学