专利名称：烧结法种分生产砂状氧化铝的方法
技术领域：
烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，涉及一种以铝土矿为原料生产氧化铝的工艺，特别是涉及以一水型铝土，矿为原料，采用拜尔-烧结联合法或烧结法种分分解生产砂状氧化铝的方法。
背景技术：
由于铝土矿的矿物成分和结构的不同以及采用的技术条件各有特点，世界各地的氧化铝生产厂的工艺流程也有差别。根据铝土矿矿赋性质的不同，主要有纯拜尔法、拜尔-烧结混联联合法或烧结法。采用三水铝石为原料的纯拜尔法生产的冶金级氧化铝基本上是砂状，采用的工艺主要是拜尔法种子分解。而我国目前氧化铝生产多以一水型铝土矿为原料采用混联法或烧结法，氧化铝产品基本上是中间状。随着铝工业的发展，电解铝行业越来越重视生产条件的改善和环境保护，同时随着电解铝技术的迅速发展，由自焙转向预焙，由小预焙发展到大预焙，电解厂氧化铝浓相输送技术的应用，对氧化铝的质量提出了更为严格的要求。砂状氧化铝已成为当今国内外电解铝厂的理想原料，尤其是对带干法烟气净化装置的预焙电解槽更是最佳选择。有效提高目前以一水型铝土矿为原料的混联法和烧结法工艺生产的氧化铝的品质问题成为氧化铝生产的重要课题。
我国目前氧化铝生产多以一水型铝土矿为原料采用混联法或烧结法工艺，随着氧化铝产量的增加和三水铝石矿量减少以及铝矿石品位趋于下降的情况，这种工艺有很突出的优点。它的特点在于能够成分利用我国的中低品位矿石资源，为我国氧化铝生产的可持续发展创造良好条件。烧结法生产氧化铝的方法主要分为铝酸钠溶液的碳酸化分解和晶种分解两种。铝酸钠溶液的碳酸化分解是指往铝酸钠溶液中通入CO2气体以中和溶液中的游离苛性碱，使溶液的苛性比值降低，从而使铝酸钠溶液的稳定性下降，分解析出氢氧化铝；而铝酸钠溶液的晶种分解是往铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种，通过对分解制度的控制来提高铝酸钠溶液的过饱和度，促使氢氧化铝的结晶与析出。
在我国的一水硬铝石铝土矿联合法或烧结法生产氧化铝的工艺中，出于碱的平衡和补碱需要等原因，一部分产品需要通过烧结法种分得到的，其产量约占氧化铝总产量的15％，得到的产品粒度细、强度低、生产的氧化铝质量尚不能全面满足现代铝电解发展的需要，严重制约了我国铝工业的发展。通过开发烧结法种分生产砂状氧化铝的技术才能更全面地提升我国砂状氧化铝生产技术，提高我国氧化铝产品的综合质量。
目前我国烧结法种分分解工艺得到的产品氧化铝质量较差，表现为粒度细、强度低，物理性能与国外砂状氧化铝相比差距较大，难以满足目前电解铝生产技术发展的要求。而国外氧化铝厂的生产流程主要是简单的拜耳法，因此没有成熟的经验和技术可以借鉴。
发明内容
本发明是针对上述已有技术在烧结法种分生产氧化铝生产过程中存在的不足，提出采用添加晶种和控制分解，有效克服氧化铝粒度细、强度低缺点的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其过程包括附聚段、长大段和旋流器分离、过滤、焙烧过程，其特征在于附聚段是将烧结法精液降温至70～80℃，通过旋流器的溢流作为晶种控制附聚段首槽固含为50～150g/l，附聚分解时间4～10小时；长大段是将附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至56～66℃，通过旋流器的部分底流作为晶种控制长大段首槽固含为250～350g/l、长大分解时间35～48小时，且分解末温为50～56℃。
本发明的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于根据烧结法精液种分系统所需的固含，通过调整旋流器的进料压力，控制作为晶种的溢流量来控制附聚段首槽固含。
本发明的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于附聚段加入的晶种是种分完成后进行入旋流器产生的溢流。
本发明的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于旋流器溢流是经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回的。
本发明的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于旋流器的底流是经过滤得到的部分滤饼作为长大段晶种返回的，其余的滤饼经洗涤焙烧得到砂状氧化铝。
采用本发明的方法，可以使烧结法种分产品氧化铝质量达到砂状指标要求，粒度-45μm＜12％，磨损指数(AI％)＜20％；烧结法种分分解率达到58％～65％；且技术工艺简单、调控有效。
附图为本发明方法的工艺流程图。
具体实施例方式
烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其过程包括附聚段、长大段和旋流器分离、过滤、焙烧过程；附聚段是将烧结法精液降温至70～80℃，通过旋流器的溢流作为晶种控制附聚段首槽固含为50～150g/l，附聚分解时间4～10小时；长大段是将附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至56～66℃，通过旋流器的部分底流作为晶种控制长大段首槽固含为250～350g/l、长大分解时间35～48小时，且分解末温为50～56℃。分解完成后的浆液进入旋流分级器，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种循环，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼经洗涤焙烧得到砂状氧化铝。
下面结合实例对本发明的方法作进一步的说明。
实施例1将烧结法精液降温至70℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含50g/l附聚分解4小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至56℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含250g/l、长大分解35小时、分解末温50℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种返回，其余的滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到65％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝11.8％，磨损指数(AI％)＝15.3％。
实施例2将烧结法精液降温至72℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含150g/l附聚分解8小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至66℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含350g/l、长大分解40小时、分解末温52℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种返回，其余的滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到63％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝10.0％，磨损指数(AI％)＝18.3％。
实施例3将烧结法精液降温至75℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含110g/l附聚分解10小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至66℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含300g/l、长大分解36小时、分解末温56℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种返回，其余的滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到58.8％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝10.0％，磨损指数(AI％)＝14.6％。
实施例4将烧结法精液降温至78℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含100g/l附聚6小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至65℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含250g/l、长大分解42小时、分解末温52℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种返回，其余的滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到61.5％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝9.5％，磨损指数(AI％)＝18.5％。
实施例5将烧结法精液降温至80℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含130g/l附聚7.5小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至62℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含280g/l、长大分解35小时、分解末温55℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到59.0％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝7.3％，磨损指数(AI％)＝19.1％。
实例6将烧结法精液降温至74℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含80g/l附聚5小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至60℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含320g/l、长大分解39小时、分解末温50℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种循环，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到65.0％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝10.5％，磨损指数(AI％)＝14.8％。
实例7将烧结法精液降温至71℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含70g/l附聚7小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至62℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含270g/l、长大分解41小时、分解末温52℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到59.8％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝6.2％，磨损指数(AI％)＝13.6％。
实例8将烧结法精液降温至75℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含60g/l附聚6小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至58℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含310g/l、长大分解40小时、分解末温54℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到62.7％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝8.5％，磨损指数(AI％)＝16.1％。
实例9将烧结法精液降温至70℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含70g/l附聚4.5小时；附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至62℃，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含330g/l、长大分解43小时、分解末温56℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种循环，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶种循环，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到58.0％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝7.0％，磨损指数(AI％)＝12.0％。
实例10将烧结法精液降温至79℃，将旋流器的溢流过滤后作为晶种混合进入附聚分解槽，控制附聚段首槽固含140g/l附聚8小时，将旋流器的底流过滤后作为晶种混合进入长大段首槽至首槽固含260g/l、长大分解39小时、分解末温53℃；分解完成后的浆液进入旋流分级机，溢流经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回，底流经过滤得到的一部分滤饼作为长大段晶返回，其余部分滤饼洗涤后经1150℃焙烧得到砂状氧化铝；种分分解率达到61.2％，得到的产品氧化铝主要指标粒度-45μm＝8.0％，磨损指数(AI％)＝14.5％。
权利要求
1.烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其过程包括附聚段、长大段和旋流分离、过滤、焙烧过程，其特征在于附聚段是将烧结法精液降温至70～80℃，通过旋流器的溢流作为晶种控制附聚段首槽固含为50～150g/l，附聚分解时间4～10小时；长大段是将附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至56～66℃，通过旋流器的部分底流作为晶种控制长大段首槽固含为250～350g/l、长大分解时间35～48小时，且分解末温为50～56℃。
2.根据权利要求1所述的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于根据烧结法精液种分系统所需的固含，通过调整旋流器的进料压力，控制作为晶种的溢流量来控制附聚段首槽固含。
3.根据权利要求1所述的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于附聚段加入的晶种是种分完成后进行入旋流器产生的溢流。
4.根据权利要求1所述的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于旋流器溢流是经过滤得到的滤饼作为附聚段晶种返回的。
5.根据权利要求1所述的烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，其特征在于旋流器的底流是经过滤得到的部分滤饼作为长大段晶种返回的，其余的滤饼经洗涤焙烧得到砂状氧化铝。
全文摘要
烧结法种分生产砂状氧化铝的方法，涉及一种以铝土矿为原料生产氧化铝的工艺。其特征在于附聚段是将烧结法精液降温至70～80℃，通过旋流器的溢流作为晶种控制附聚段首槽固含为50～150g/l，附聚分解时间4～10小时；长大段是将附聚分解后的氢氧化铝浆液再次降温至56～66℃，通过旋流器的部分底流作为晶种控制长大段首槽固含为250～350g/l、长大分解时间35～48小时，且分解末温为50～56℃。采用本发明的方法，可以使烧结法种分产品氧化铝质量达到砂状指标要求，粒度－45μm＜12％，磨损指数(AI％)＜20％；烧结法种分分解率达到58％～65％；且技术工艺简单、调控有效。
文档编号C01F7/30GK1911810SQ20061008689
公开日2007年2月14日 申请日期2006年6月22日 优先权日2005年6月23日
发明者顾松青, 张占明, 张立强, 尹中林, 杨志民, 梁春来, 李光柱, 马强, 赵培生, 王剑锋, 景卫兵, 吕鲜翠, 杨伟立, 杨俊丙, 娄世彬, 杨桂丽, 康智明, 赵铁梅, 唐海红, 杨红菊 申请人:中国铝业股份有限公司