用于生产氧化铝的方法
【专利说明】用于生产氧化错的方法
[0001] 本专利申请是优先权日为2006年10月30日、发明名称为"用于生产氧化侣的方 法"的中国发明专利申请第200780040596. 6号（国际专利申请号为PCT/AU2007/001617) 的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及一种用于般烧氨氧化侣的方法。更具体地，本发明设及一种利用水蒸 汽般烧氨氧化侣的方法。
【背景技术】
[0003] 拜耳法度ayerprocess)被广泛用于从含侣矿石，如侣±矿制备氧化侣。该方法 包括：在通常称为煮解的工序中，使含氧化侣的矿石与再循环的苛性侣酸盐溶液在高溫下 接触。
[0004] 在将溶液冷却后，加入氨氧化侣作为晶种，W促使从其中沉淀更多的氨氧化侣。将 沉淀的氨氧化侣，也称为水合物或=水侣石，从苛性侣酸盐溶液中分离，其中将一部分氨氧 化侣再循环W用作晶种，而将剩余物作为产物回收。将剩余的苛性侣酸盐溶液再循环，W另 外煮解含氧化侣的矿石。根据用于将氨氧化侣与侣酸盐溶液分离的方法，回收的氨氧化侣 可能不是完全干燥的，并且可能含有未结合的和物理结合的水。在本说明书的上下文中，术 语未结合水是指可W在=氧化侣的表面上的水，而术语物理结合的水是指可W容纳在例如 S氧化侣的隙间孔内的水。 阳〇化]在称为般烧的工序中，将回收的氨氧化侣加热W制备氧化侣。除了移除夹带的水W外，当氨氧化侣根据下列反应生成也称为氧化侣的=氧化侣（Al2〇3)时，水还是般烧反应 的副产物：
[0006] 2A1 (OH) 3 - Al 2〇3+3&0
[0007] 般烧反应可W制备各种不同并且可测量的含侣±结构。运些包括=氧化侣结构形 态和径基氧化侣结构形态。冶炼级氧化侣的优选组成主要含所谓的T型，但是也含大量其 它的氧化侣相（例如，a、K、X等）。
[0008] 在本说明书的上下文中，术语氧化侣应当被理解为包括=氧化侣的所有结构形态 或相，包括丫氧化侣。在本发明的上下文中，术语径基氧化侣应当被理解为包括径基氧化 侣的所有结构形态或相，包括勃姆石。
[0009] 在本说明书的上下文中，术语般烧应当被理解为包括完全或部分移除与氨氧化侣 进料一起进入般烧炉中的物理和化学结合的水W及未结合的水。
[0010] 般烧的连续阶段是：
[0011] 干燥，W移除未结合的水和物理结合的水；
[0012] 在炉中加热，W移除化学结合的水；和 阳〇1引 产物冷却。
[0014] 般烧是能源密集型方法。在般烧的过程中从氨氧化侣W水蒸汽形式释放的水（~ 0.53t水/tA)通过烟道与其潜热能（~1.2GJ/tA) -起损失到大气中。另外的水也W来自 与氨氧化侣进料一起进入般烧炉的未结合的水和来自燃烧的产物的水蒸汽的形式被释放 到大气中。
[0015] 在现有技术系统中，大量的燃料被用于蒸发未结合的水和加热干燥的氨氧化侣， 由此其在到达最终的所需氧化侣形态之前经过一系列中间晶形。
[0016]用于将氨氧化侣干燥和分解W形成氧化侣产物和水蒸汽的直接传热设备和方法 包括使用静态般烧炉、害式般烧炉、电阻加热、热油或盐浴，通过电感、激光、等离子体、微波 福射和燃料的燃烧加热。
[0017] 在闪蒸（flash)和害式般烧方法中，来自般烧炉的炉部的燃烧气体与被般烧的水 合物质直接混合。在般烧后，例如通过用于捕获粉尘的旋风分离器和静电沉淀器将气体分 离。烟道气是燃烧的产物和水蒸汽的混合物。
[0018]US5336480教导了通过在加压容器中间接加热氨氧化侣而般烧氨氧化侣，并且收 集释放的水蒸汽。该说明书教导了在加热时由于通过分解从氨氧化侣释放水蒸汽，氨氧化 侣的床表现出自流化性。
[0019] 根据US5336480,通过在分解器中加热氨氧化侣W将未结合的水、物理结合的水和 某些化学结合的水从氨氧化侣驱散，产生用于供给到拜耳法的浸煮器和蒸发器部分的水蒸 汽。更具体地，在管中通过热废气间接加热氨氧化侣。在管中W气态放出的水向上流动，并 且据称使管中的颗粒床流化。由于流化气来自颗粒本身，所W运被称为自流化。在启动过 程中，来自辅助水蒸汽源的水蒸汽可W用于使管中的颗粒流化，直至实现自流化。
[0020] 有利地，本发明允许利用更小的压力容器，而US5336480的方法需要大的压力容 器；结果导致相对低的气体侧（gas-side)传热系数。大尺寸对于此装置的其它后果包括调 节热膨胀的需要和与均匀地分布固体相关的困难。
[0021] 本发明背景的前述讨论意在促进对本发明的理解。然而，应当认识到该讨论并非 认可或承认在本申请的优先权日，所提到的任何材料都是在澳大利亚的普通常识的一部 分。
[0022] 在整个说明书中，除非上下文另有需要，否则词"包含"或诸如"包括"或"含有"的 变化应当被理解为意指包括所述整数（integer)或整数组，但是不排除任何其它整数或整 数组。
[0023] 在整个说明书中，除非上下文另有需要，否则词"水蒸汽"应当被理解为包括干水 蒸汽（不含在力学上保持悬浮的水的水蒸汽）、湿水蒸汽（含保持悬浮的水的水蒸汽）、饱 和水蒸汽（处于与其压力对应的沸点溫度下的水蒸汽）或过热水蒸汽（被加热到高于与其 压力对应的沸点的溫度的水蒸汽）。
[0024] 在本发明的描述中可W找到对本文中使用的选定术语的其它定义，并且适用于全 文。除非另外定义，否则本文中使用的所有其它科学和技术术语具有与本发明所属领域的 普通技术人员通常所理解的相同的含义。
【发明内容】
[0025] 本领域的技术人员应当认识到本文中描述的本发明易于进行与具体描述的那些 不同的变化和修改。应当理解，本发明包括所有运种变化和修改。本发明还包括在说明书 中单独或者共同提到或指出的所有步骤、特征、组合物和化合物，W及任何和所有组合或任 何两个或更多个所述的步骤或特征。
[00%] 本发明的范围不受本文中描述的意在仅示例性的具体实施方案的限制。功能等价 的产物、组合物和方法显然在本文中所描述的本发明的范围内。
[0027] 本文中引用的所有出版物（包括专利、专利申请、期刊文章、实验室手册、书籍、或 其它文献）的全部内容通过引用结合在此。包括不等同于承认任何参考文献构成现有技术 或是本发明相关领域的技术人员的普通常识的一部分。
[0028] 根据本发明，提供一种用于般烧氨氧化侣的方法，所述方法包括W下步骤：
[0029] 使氨氧化侣与水蒸汽直接接触；和
[0030] 将至少一部分氨氧化侣般烧成氧化侣和/或径基氧化侣，
[0031] 其中从所述氨氧化侣的所述至少一部分的所述般烧中获得所述水蒸汽的至少一 部分。
[0032] 应当认识到可WW多种结构形态提供氧化侣和径基氧化侣。
[0033] 在不被理论所限的情况下，据认为本发明可W用于控制运样制备的氧化侣和径基 氧化侣的结构形态。
[0034] 优选地，所述方法包括W下另外的步骤：
[0035] 通过使所述氨氧化侣与水蒸汽直接接触而加热所述氨氧化侣。
[0036] 优选地，所述方法包括W下另外的步骤：
[0037] 在使所述氨氧化侣与所述水蒸汽直接接触之前，处理所获得的水蒸汽W提高其溫 度和/或压力。
[0038] 应当认识到水蒸汽的溫度和压力决定水蒸汽是否含有任何夹带的液态水。
[0039] 水蒸汽的溫度优选为至少约250°C。在不被理论所限的情况下，据认为通过增加 水蒸汽供给溫度，降低了获得分解的所需程度的水蒸汽用量。更优选地，水蒸汽的溫度为约 480°C。在不被理论所限的情况下，据认为在水蒸汽的溫度高于约480°C的情况下，般烧炉可 能需要由特别材料如儀-铭合金制成的构造。在本发明的一种非常优选的方式中，水蒸汽 的溫度高于480°C。
[0040] 优选地，水蒸汽的压力大于大气压。在本发明的一种非常优选的方式中，水蒸汽的 压力大于约6己。
[0041] 优选地，离开般烧装置的水蒸汽的压力和溫度适合另外在侣±矿精炼厂中利用。 在本发明的一种非常优选的方式中，离开般烧装置的水蒸汽的压力大于约6己。
[0042] 有利