专利名称：一种拜尔法生产氧化铝的方法
所属技术领域一种拜尔法生产氧化铝的方法，涉及一种拜尔法生产氧化铝的工艺过程的改进，特别是拜尔法过程中铝土矿浆及母液的预热处理过程的改进。
背景技术：
拜尔法生产氧化铝过程主要包括铝土矿浆制备、铝土矿浆的预热、溶出、溶出赤泥(溶出后的固相残渣)的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解以及分解后铝酸钠溶液的蒸发等步骤。在以一水硬铝石型铝土矿为原料的拜尔法生产工艺过程中，由于矿石性质的原因，溶出过程需要在高温、高碱浓度的条件下进行。目前，以一水硬铝石型铝土矿为原料的拜尔法生产工艺中都采用单流法溶出技术。在单流法溶出技术中，将加入母液配制好的矿浆进行加热，加热到溶出温度后保温溶出。为了保证有较好的溶出效果，要求在较高的温度下，通常是在高于258℃的温度下进行溶出。在如此高的预热温度下，铝土矿中的含硅矿物及含钛矿物大量反应，不可避免地要在加热界面以新的矿物形式析出，形成结疤，使加热面传热系数大幅度下降，常常需要在很短的时间就必须进行除疤清洗，对设备的要求高，造成设备投资大，且系统操作控制难度大，维修工作量大。因此，解决矿浆预热间接加热界面的结疤问题，是延长矿浆预热系统运行周期，稳定操作，顺利实现间接加热强化溶出的必要前提。如何解决矿浆预热过程的结疤问题，已成为一水硬铝石型铝土矿拜尔法氧化铝生产技术面临的重要问题。
国外已采用了双流法溶出工艺处理三水铝石型铝土矿或一水软铝石型铝土矿，但在母液流的预热过程中有较严重的结疤生成。在三水铝石型或一水软铝石型铝土矿的双流法溶出工艺中，由于母液中的SiO2平衡浓度低，造成系统中结疤的生成，对系统正常运转产生不利影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述已有技术中存在的不足，提供一种能有效解决拜尔法生产氧化铝工艺中矿浆预热系统内结疤严重，进而造成系统传热效率低等问题的一种拜尔法生产氧化铝的方法。
本发明的方法是通过以下技术方案实现的。
一种拜尔法生产氧化铝的方法，包括铝土矿浆制备、铝土矿浆的预热、保温溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解以及分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于分别制备高固含的铝土矿浆和制备添加石灰到母液中的母液流，将高固含矿浆和母液流分别进行预热，其中高固含矿浆固体含量为500g/l-2200g/l，预热后矿浆温度为160℃～220℃；母液流成份为Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，预热后母液流温度为250℃～295℃；然后再将高固含矿浆与母液流汇合进行溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。
一种拜尔法生产氧化铝的方法，其特征在于制备添加石灰到母淤中的母液流，石灰添加量为石灰中的有效CaO量与矿浆体积比为1-50g/l。
在本发明的方法中，生产过程需要添加的石灰可以是部分，也可以是全部加入到母液流中。石灰可以随母液一起预热，也可以将石灰加入到母液中在50℃～105℃的温度下反应一定时间后，分离出母液和石灰乳，石灰乳用于配制高固含矿浆，代替石灰添加剂。
预热高固含矿浆的热源为溶出料浆自蒸发产生的乏汽，母液流的间接加热先采用溶出料浆自蒸发产生的乏汽进行加热，然后再用新蒸汽或熔盐进行间接加热。
分别预热后的高固含矿浆及母液流可采用以下三种合流方式中的任何一种。
第一种合流溶出方式高固含矿浆的预热温度选择为160℃～220℃，母液流的预热温度选择为250℃-290℃，高固含矿浆及母液流在压煮器内汇流后的温度在220℃～255℃范围内，停留时间保证在20-60分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应。
然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度可以选择为255℃～285℃。
第二种合流溶出方式在第一种合流溶出方式中，分别预热后的高固含矿浆及母流在压煮器内汇流，同时通入新蒸汽进行直接加热，加热到溶出温度后进行保温溶出。
第三种合流溶出方式高固含矿浆流的预热温度选择为160℃～220℃，母液流的预热温度可选择为280℃左右，保证合流后的温度在260℃左右，直接进行合流溶出。
对于一水硬铝石型铝土矿，部分或全部石灰乳加入到母液中，作用之一是确保在随后的预热过程中不具有产生钠硅渣结疤的可能性，作用之二是在矿浆流动性不变的情况下使其固含进一步提高，明显加大母液流和矿浆流流量比，从而减少母液流的预热负担。
在三水铝石型或一水软铝石型铝土矿的双流法溶出工艺中，部分或全部石灰加入到母液流中，使母液中的SiO2浓度有明显的降低，从而避免母液预热过程中结疤的生成，大幅度延长整个预热系统的运转周期。
本发明的方法，采用制备高固含矿浆和在母液中加入石灰制备母液流并分别在不同的温度下加热，由于高固含矿浆的加热温度较低，减少了系统的结疤产生，同时在母液中加入石灰，使母液加热系统不具有产生钠铝硅渣结疤的可能性，较好地解决了氧化铝生产过程中由于矿浆预热系统结疤现象严重而产生的一系列问题，有广阔的应用前景。
具体实施例方式
结合实例对本发明的方法进一步说明如下。
一种拜尔法生产氧化铝的方法，包括铝土矿浆制备、铝土矿浆的预热、保温溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解以及分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于分别制备高固含的铝土矿浆和制备添加石灰到母液中的母液流，将高固含矿浆和母液流分别进行预热，其中高固含矿浆固体含量为500g/l-2200g/l，预热后矿浆温度为160℃～220℃；母液流成份为Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，预热后母液流温度为250℃～295℃；然后再将高固含矿浆与母液流汇合进行溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。
实施例1制备成份为800g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为5g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok220g/l，αk3.0，将矿浆预热至175℃；加热后母液流262℃；将高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流后温度为232℃，停留时间为40分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应，然后再浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。系统的结疤清理周期延长39天。
实施例2制备成份为870g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为3g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok230g/l，αk3.2，将矿浆预热至185℃；加热后母液流265℃；将高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流后温度为238℃，停留时间为35分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应，然后再浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。系统的结疤清理周期延长35天。
实施例3制备成份为1000g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为7g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok220g/l，αk2.9，将矿浆预热至195℃；加热后母液流262℃；高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流后温度为242℃，停留时间为30分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应，然后再浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。系统的结疤清理周期延长40天。
实施例4制备成份为1200g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为10g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok220g/l，αk2.8，将矿浆预热至175℃；加热后母液流262℃；将高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流，同时通入新蒸汽加热至溶出温度，进行保温溶出。系统的结疤清理周期延长45天。
实施例5制备成份为1300g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为5g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok215g/l，αk3.3，将矿浆预热至175℃；加热后母液流285℃；将高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流后温度为262℃，直接进行保温溶出。系统的结疤清理周期延长39天。
实施例6制备成份为1250g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为8g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok240g/l，αk2.8，将矿浆预热至185℃；加热后母液流290℃；高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流后温度为265℃，直接进行保温溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。系统的结疤清理周期延长38天。
实施例7
制备成份为950g/l的高固含的铝土矿浆，按与矿浆体积比为6g/l比例添加石灰到母液中的制备成为母液流，母液流成份为Na2Ok245g/l，αk3.2，将矿浆预热至185℃；加热后母液流262℃；高固含矿浆与母液流在压煮器中汇流，同时通入新蒸汽直接加热至溶出温度260℃，进行保温溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。系统的结疤清理周期延长39天。
权利要求
1.一种拜尔法生产氧化铝的方法，包括铝土矿浆制备、铝土矿浆的预热、保温溶出、溶出赤泥的沉降分离、溶出液精制后的加晶种分解以及分解后铝酸钠溶液的蒸发过程，其特征在于分别制备高固含的铝土矿浆和制备添加石灰到母液中的母液流，将高固含矿浆和母液流分别进行预热，其中高固含矿浆成份为500g/l-2200g/l，预热后矿浆温度为160℃～220℃；母液流成份为Na2Ok180g/l-2200g/l，αk为2.6-3.5，预热后母液流温度为250℃～295℃；然后再将高固含矿浆与母液流汇合进行溶出及以后的常规的氧化铝生产过程。
2.一种拜尔法生产氧化铝的方法，其特征在于制备添加石灰到母液中的母液流，石灰的添加量按石灰中有效CaO量与矿浆体积比为1-50g/l。
3.一种拜尔法生产氧化铝的方法，其特征在于高固含矿浆和母液流分别预热后在压煮器内汇流，汇流后的温度在220℃～255℃范围内，停留时间20-60分钟，使汇流后的矿浆发生充分的脱硅脱钛反应，然后再将充分脱硅脱钛后的矿浆间接加热至溶出温度，进行保温溶出，溶出温度可以选择为255℃～285℃。
4.一种拜尔法生产氧化铝的方法，其特征在于高固含矿浆和母液流分别预热后在压煮器内汇，汇流后是通入新蒸汽进行直接加热，加热到溶出温度255℃～285℃后进行保温溶出。
5.一种拜尔法生产氧化铝的方法，其特征在于高固含矿浆流的预热温度为160℃～220℃，母液流的预热温度可选择为270℃-295℃左右，合流后的温度为255℃-265℃，直接进行合流溶出。
全文摘要
一种拜尔法生产氧化铝的方法，涉及一种拜尔法生产氧化铝的工艺中的铝土矿浆及母液的预热处理过程的改进。其特征在于分别制备温度为160℃～220℃的高固含铝土矿浆和制备温度为250℃～295℃并添加石灰到母液中的母液流，将高固含矿浆与母液流汇合进行溶出。本发明的方法，由于高固含矿浆的加热温度较降低，系统结疤轻微，同时在母液中加入石灰，可完全避免母液预热过程中今硅结疤的生成，较好地解决了拜尔法氧化铝生产过程中矿浆预热系统结疤现象严重的问颗。
文档编号C01F7/04GK1405090SQ02148930
公开日2003年3月26日 申请日期2002年11月12日 优先权日2002年11月12日
发明者尹中林 申请人:中国铝业股份有限公司