专利名称：拜尔一合成法加工铝土矿的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拜尔-合成法加工铝土矿的工艺，属于轻金属冶炼领域。
目前，存现有技术中对于用我国大量的低铁高硅的一水硬铝石型铝土矿作原料生产氧化铝，多采用碳石灰烧结法或拜尔-碱石灰烧结法(即联合法)来生产氧化铝，烧结法赤泥可部分被用来生产硅酸盐水泥，但是高温下所得到的硅酸二钙(C2S)活性较小；而拜尔法赤泥因其含碱较高不能被用来生产水泥，只能作为废渣，放在赤泥堆场堆存，一遇风吹雨淋，其飞扬的赤泥粉尘就会污染四周环境，其渗漏出的碱液就会污染附近的土地和水源，所以是环保的一害。
本发明的目的是提供一种主要适合于一水硬铝石型铝土矿(其铝硅比A/S＞5)生产氧化铝的拜尔-合成法加工铝土矿的工艺，该工艺除生产氧化铝外，还利用赤泥生产出具有较高活性的β—C2S等成分的胶凝材料，作为普通水泥的活性添加剂，利用拜尔法赤泥生产有用的建筑材料产品，达到无废渣排放的目的。
本发明的目的是这样实现的它包括采用拜尔法加工含铁低的一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝，将拜尔法赤泥与石灰和水混合均匀，消化、制团，然后在常压和85℃～100℃的温度下蒸养4～10小时，再在550℃～950℃的温度下煅烧0.5～3小时，以合成C2S和C12A7等矿物，将煅烧料磨细，用拜尔法系统排出的碳酸钠加水配成调正液，再将调正液与磨细的物料按液固比为4～8的比例混合，于50℃～70℃的温度下进行搅拌溶出，15分钟后将料浆进行分离得到溶液和固体物质，将分离得到的溶液和洗涤液再返回拜尔法系统稀释过程，两种溶液合并脱硅，可满足生产高纯度氢氧化铝的要求，将固体物质进行洗涤并在700℃～950℃的温度下煅烧1～4小时后，再将其磨细到0.06mm～0.1mm，即得活性β-C2S和早强铁铝酸盐水泥添加剂产品；采用拜尔法溶出的温度为245℃～280℃，并添加过量石灰和水化石榴石；赤泥与石灰混合的比例由以下方法确定按赤泥中所含的成分C0(CaO)、N(Na2O)、S(SiO2)、F(Fe2O3)和A(Al2O3)的分子数计算出应加入的氧化钙分子数CN/(F＋A1)＝1C1/A2＝1.4～1.7A1＋A2＝AC2/S＝2C＝C1＋C2－C0；赤泥与石灰混合时，可加入0.5％～2.5％的矿化剂和1％～4％蒸养合格碎块作晶种；在蒸养、煅烧过程已合成的活性β—C2S，在进一步煅烧制取活性水泥添加剂时仍保持其活性，使在混合水泥中发挥其水化活性，以提高水泥的早期强度和后期强度。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比本发明具有以下优点1、可以较大程度地脱去赤泥中的碱，洗涤后剩余残渣的Na2O含量低于1.2％左右，使工艺碱耗降低，碱耗为Na2CO3＜70公斤/l—Al2O3；2、充分回收了赤泥中的氧化铝(约70％以上)，提高了氧化铝总回收率，从而使氧化铝总回收率＞91％；3、由赤泥中SiO2所合成的活性β—C2S(活性硅酸二钙)的水化活性是现有技术中高温生产出的硅酸二钙的10倍左右，是一种新品种水泥的重要材料；4、拜尔法赤泥被用来生产以活性贝利特为主的水泥添加剂产品，其产品的游离CaO＜1％～3％，可在煅烧前加入粉煤灰、氢氧化铝或氟化钙等物质，进一步降低其游离氧化钙含量；贝利特渣也可送水泥厂作生产普通硅酸盐水泥的原料，因此消除了赤泥等废渣对环境的污染。
附
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式采用拜尔法加工含铁低的一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝，将拜尔法赤泥与计算量的石灰和水混合均匀，消化、制团，然后在常压和100℃的温度下蒸养5小时，再在920℃的温度下煅烧2小时，以合成β—C2S和C12A7等矿物，将煅烧料磨细，用拜尔法系统排出的碳酸钠加水配成调正液，将调正液与磨细的物料按液固比为5(调正液的Na2CO3为3％，NaOH少量)的比例混合，于60℃的温度下进行搅拌溶出，15分钟后将料浆进行分离得到溶液积固体物质，将分离得到的溶液和洗涤液再返回拜尔法系统稀释过程，两种溶液合并脱硅，可满足生产高纯度氢氧化铝的要求，将固体物质进行洗涤并在920℃的温度下煅烧2小时后，再将其磨细到0.08mm，即得活性β—C2S和早强铁铝酸盐为主要成分的水泥添加剂产品；采用拜尔法溶出的温度为280℃，并添加过量石灰和水化石榴石；赤泥与石灰混合的比例由以下方法确定按赤泥中所含的成分C0(CaO)、N(Na2O)、S(SiO2)、F(Fe2O3)和A(Al2O3)的分子数计算出应加入的氧化钙分子数CN/(F十A1)＝1C1/A2＝1.4～1.7A1＋A2＝AC2/S＝2C＝C1＋C2－C0；赤泥与石灰混合时，可加入1％的CaF2作矿化剂和2％的蒸养合格碎块作晶种。
采用本发明生产的活性β—C2S水泥添加剂，能提高普通硅酸盐水泥的早期强度和后期强度，如掺入量为15％～25％时，普通325#水泥的强度可提高到425#水泥的强度，普通425#水泥的强度可提高到525#水泥的强度。
权利要求
1.一种拜尔一合成法加工铝土矿的工艺，它包括采用拜尔法加工含铁低的一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝，其特征在于将拜尔法赤泥与石灰和水混合均匀，消化、制团，然后在常压和85℃～100℃的温度下蒸养4～10小时，再在550℃～950℃的温度下煅烧0.5～3小时，以合成C2S和C12A7等矿物，将煅烧料磨细，用拜尔法系统排出的碳酸钠加水配成调正液，再将调正液与磨细的物料按液固比为4～8的比例混合，于50℃～70℃的温度下进行搅拌溶出，15分钟后将料浆进行分离得到溶液和固体物质，将分离得到的溶液和洗涤液再返回拜尔法系统稀释过程，两种溶液合并脱硅，可满足生产高纯度氢氧化铝的要求，将固体物质进行洗涤并在700℃～950℃的温度下煅烧1～4小时后，再将其磨细到0.06mm～0.1mm，即得活性β-C2S和早强铁铝酸盐水泥添加剂产品。
2.根据权利要求1所述的拜尔一合成法加工铝土矿的工艺，其特征在于采用拜尔法溶出的温度为245℃～280℃，并添加过量石灰和水化石榴石。
3.根据权利要求1所述的拜尔-合成法加工铝土矿的工艺，其特征在于赤泥与石灰混合的比例由以下方法确定按赤泥中所含的成分CO(CaO)、N(Na2O)、S(SiO2)、F(Fe2O3)和A(Al2O3)的分子数计算出应加入的氧化钙分子数CN/(F＋A1)＝1C1/A2＝1.4～1.7A1＋A2＝AC2/S＝2C＝C1十C2－C0
4.根据权利要求1所述的拜尔一合成法加工铝土矿的工艺，其特征在于赤泥与石灰混合时，可加入0.5％～2.5％的矿化剂和1％～4％蒸养合格碎块作晶种。
5.根据权利要求1所述的拜尔一合成法加工铝土矿的工艺，其特征在于在蒸养、煅烧过程已合成的活性β—C2S，在进一步煅烧制取活性水泥添加剂时仍保持其活性，使在混合水泥中发挥其水化活性，以提高水泥的早期强度和后期强度。
全文摘要
本发明提供了一种主要用于一水硬铝石型铝土矿(其铝硅比A/S＞5)的拜尔一合成法加工铝土矿的工艺，它采用拜尔法加工铝土矿生产出氧化铝，并将拜尔法赤泥与石灰和水混合均匀，消化、制团、蒸养、煅烧、磨细、溶出、再将剩余残渣低温煅烧、磨细即得活性贝利特水泥添加剂产品。本发明具有降低碱耗、提高氧化铝总回收率、无环境污染，变废为宝等优点，采用本发明生产的活性水泥添加剂，能提高普通水泥的早期强度和后期强度。
文档编号C01F7/00GK1117945SQ9510906
公开日1996年3月6日 申请日期1995年8月15日 优先权日1995年8月15日
发明者艾孟井, 程宗浩, 刘子高 申请人:贵州益华工业设计研究所