专利名称：一种并联法生产氧化铝的工艺方法
一种并联法生产氧化铝的工艺方法技术领域一种并联法生产氧化铝的工艺方法，涉及一种利用铝土矿生产氧化铝的方法，特别是涉 及一种烧结法和拜尔法并存的联合法氧化铝生产方法。
技术背景铝土矿资源特点决定了生产工艺技术条件，直接影响氧化铝生产的经济效益，在很大程 度上，铝土矿资源特点决定了生产工艺。就世界范围而言，三水铝石、 一水软铝石铝土矿占 铝土矿资源的绝大部分，所以，全世界有90%左右的氧化铝是用拜耳法生产的。我国铝土矿 资源丰富，但我国铝土矿大多数为高铝、高硅的一水硬铝石型，并且80%以上的铝土矿为中 低品位，A/S—般在5-8之间。因而我国的氧化铝生产工艺少数采用拜耳法生产工艺，大部是 采用烧结法或联合法生产工艺。随着氧化铝生产技术的发展，铝土矿作为一种资源对氧化铝工业的可持续发展产生了很 大影响。在近年来，针对我国的高铝、高硅的一水硬铝石型铝土矿生产技术的研究大大强化, 其中最有代表性的就是以强化烧结法为代表的烧结法工艺和以选矿拜耳法为代表的拜耳法生 产工艺的研究，并已取得了突破性的进展。强化烧结法生产氧化铝新工艺，是由中国铝业公司与中南工业大学联合开发成功的一项 新的烧结法生产工艺技术。其具有熟料氧化铝含量高、湿法系统氧化铝浓度高、精液的硅量 指数高的特点。在强化烧结法生产氧化铝以前，部分专家学者根据烧结法的特点所提出的串 联法技术发展思路的前提条件发生了很大的变化，烧结法不再是成本高、产品质量差的工艺， 工艺能耗也有了很大的下降，而且由于使用一次能源，使其由于能耗高成为成本高的原因不 再存在，强化烧结法完全成本已经位居我国氧化铝企业的领先地位。因此发展串联法的技术 发展思路也应该因为烧结法技术的发展而摈弃。选矿拜耳法是针对我国铝土矿硅高的特点，采用物理脱硅方法，使矿石A/S大幅度提高， 一般情况下，可以将A/S为4一5左右的铝土矿，浮选到A/S为11左右，极大地提高了拜耳 法的技术经济指标。选矿拜尔法氧化铝生产工艺已在中国铝业公司实现了产业化，生产技术 指标达到了工业试验的设计指标。强化烧结法工艺经过不断工业实践，目前的生产成本已经接近传统的混联法厂，技术经 济指标也有了很大的进步，但是能耗高、流程长的问题仍然存在，很难达到纯拜耳法工厂的 某些技术经济指标，但是强化烧结法仍然保持了湿法系统有机物含量低、产品白度高的特点 和优势。选矿拜耳法系统尽管比传统的拜耳法在脱硅工艺方面有了突破性进展，但是，系统 有机物含量高，而且在选矿阶段浮选药剂的加入，使得有机物的累积速度进一步提高，进而将会使有机物对产量和产品质量的影响的问题更加突出。如此，确定氧化铝工艺技术发展路 线的资源条件和技术发展现状都发生了很大的变化。因此，在目前烧结法和拜耳法生产工艺 取得重大技术发展的条件下，研究新的联合法生产工艺显得非常迫切，也很有必要。根据铝土矿化学与矿物组成以及其它条件的不同，拜尔法和烧结法可以组成并联、串联 和混联三种基本流程。传统的拜耳-烧结并联法中，拜耳法和烧结法是两个并行的生产系统，拜耳法处理高品位 矿石，烧结法处理低品位矿石，由于其烧结法部分仅限于补碱，本身无氢氧化铝产出，产量 受到限制。串联法氧化铝生产工艺所处理的原料为拜耳法赤泥，其他流程与并联法相近。混联法生 产氧化铝工艺，工艺流程则相对比较复杂，烧结法部分所处理的原料不仅包括拜耳法赤泥， 而且还可以要补充少量的矿石共同完成烧结反应。两种工艺之间的生产平衡不再单纯以碱平 衡做为调节手段。但是工艺流程相对复杂，但烧结法比例要比并联法和串联法工艺高。串联法，混联法两种生产工艺，烧结法部分主要用于处理拜耳法的赤泥并为拜耳法系统 提供苛性碱，此两种联合生产工艺均不能充分发挥强化烧结法的优势，在现有技术条件下， 不宜作为今后技术发展的主要思路。发明内容本发明的目的是针对上述已有技术存在的强化烧结法、选矿拜尔法两套氧化铝工艺的优 势和不足，提供一种能充分发挥选矿拜尔法和强化烧结法两大生产系统优势，为选矿拜尔法 系统排除有机物形成开路，提高拜尔法系统循环效率的并联法生产氧化铝的工艺方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于其氧化铝生产系统是将选矿拜尔法和强 化烧结法相对独立的两套生产系统平行设置，在过程中有系统溶液的互换联接；其中(1)将选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法粗液送选矿拜尔法高 压溶出后与溶出浆液合流脱硅；(2)拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料。 本发明的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于送选矿拜尔法高压溶出的烧结 法粗液是在熟料溶出中加入添加剂制得的低碳碱粗液。本发明的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于在其低碳碱粗液是在熟料溶出 液中加入占熟料重量的0. 03%-0. 05%的葡糖质酸盐制备的。本发明的方法，在将选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法粗液送 选矿拜尔法高压溶出后与溶出浆液合流脱硅，拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料和拜耳 法系统产生的结晶碱送烧结法配料，选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，拜尔法 向烧结法补碱的过程中，物料的交换量是选矿拜尔法过程和烧结法的物料平衡特别是碱平衡
为依据的计算。本发明的方法，其特征在于将选矿拜尔法的种分母液送烧结法粗液脱硅的量占选矿拜尔 法的种分母液总量的15%-22%。本发明的方法，其特征在于将烧结法粗液送选矿拜尔法高压溶出后与溶出浆液合流脱硅 的量占烧结法粗液总量的15%-20%。本发明的方法，在强化烧结法生产系统中，中等品位铝土矿经过生料浆制备、熟料烧结、 添加剂低碳碱熟料溶出、赤泥分离及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝分离及洗 漆、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等生产过程生产出冶金级氧化铝；在选矿拜尔法氧化铝生产系 统中，中低品位铝土矿经过铝土矿浮选脱硅、原矿浆制备、高压溶出、压煮矿浆稀释及赤 泥分离和洗涤、晶种分解、氢氧化铝分级及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等生产过程生 产出冶金级氧化铝。选矿拜尔法和强化烧结法是两个平行的生产系统，相对独立，选矿拜尔 法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法低碳碱粗液与选矿拜尔法高压溶出浆液合 流脱硅，拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料。本发明中的关键之一在于选矿拜尔法与强化烧结法两种铝酸钠粗、母液的互相交换，这 样可利用烧结法的高温烧结过程为选矿拜尔法系统有机物排除形成开路，解决在选矿过程中 添加有机物，从而形成拜尔法流程中有机物积累难题，交换液量视选矿拜尔法系统有机物积 累量而定。本发明中的关键之二在于在熟料溶出中加入添加剂，实现熟料低碳碱溶出，得到低碳碱 铝酸钠粗制液，部分低碳碱铝酸钠粗制液与拜尔法溶出浆液合流脱硅。减少了碳碱升高对拜 尔法生产的影响。本发明的关键之三在于拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料，选矿拜尔法的种分母液 部分送烧结法粗液脱硅，从而实现拜尔法向烧结法补碱。在拜尔法系统加入液碱，提高了拜 尔法循环母液的苛性比值，因而提高了选矿拜尔法系统的循环效率。本发明的流程中拜尔法部分和烧结法部分相对独立，相互关联的因素只有两个系统溶液 的互换，因此平衡起来比较灵活。该流程同混联法和串联法比较起来，系统平衡和均衡稳定 性强。本发明所提供的并联法氧化铝工艺，充分发挥了拜尔法和烧结法两个生产系统的优势， 尤其是采用拜尔法向烧结法补碱工艺，将烧结法氢氧化铝一次产出率高这一特点纳入实际上 的拜尔法流程，有效地发挥了投资效益，其制造成本将优于混联法和串联法。本发明的方法，充分发挥了选矿拜尔法和强化烧结法两大生产系统优势，使选矿拜尔法 系统排除有机物形成开路，改变补碱方式和方法，以提高拜尔法系统循环效率。
图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其氧化铝生产系统是将选矿拜尔法和强化烧结法相 对独立的两套生产系统平行设置，在过程中有系统溶液的互换联接；其中(1)将选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法粗液送选矿拜尔法高压溶出后与溶出浆液合流脱硅；(2)拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料。本发明的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，送选矿拜尔法高压溶出的烧结法粗液在熟 料溶出中加入葡糖质酸盐添加剂制得的低碳碱粗液；加入量占熟料重量的0. 03%-0. 05%。实施例1将年产氧化铝为85万吨的烧结法系统和年产氧化铝为60万吨选矿拜尔法系统并联；烧结 法系统溶出时，加入占熟料重量的0.05%葡糖质酸钠。其选矿拜尔法种分母液总量为710m3/h， 将其中的137.78n^/h送烧结法粗液脱硅工序种；其烧结法铝酸钠粗液总量为1131.93m3/h，将 其中的213.93m3/h送选矿拜尔法与795. 83 m3/h高压溶出桨液进行合流脱硅。将拜尔法蒸发析 盐97.4 t-Na2C03 /h送烧结法生料浆调配。选矿拜尔法流程中铝酸钠精制液总有机碳 TOC268mg/l(原选矿拜尔法流程中总有机碳TOC560mg/1)。拜尔法循环效率137.932kg/m、原选 矿拜尔法循环效率133.902kg/m3)。 实施例2将年产氧化铝为100万吨的烧结法系统和年产氧化铝为60万吨选矿拜尔法系统并联；烧 结法系统溶出时，加入占熟料重量的0.03%葡糖质酸钠。其选矿拜尔法种分母液总量为 710nvVh，将其中的161.88m3/h送烧结法粗液脱硅工序种；其烧结法铝酸钠粗液总量为 1332m3/h，将其中的237.93m3/h送选矿拜尔法与795. 83 m3/h高压溶出浆液进行合流脱硅。将 拜尔法蒸发析盐97.4 t-Na2C03 /h送烧结法生料浆调配。选矿拜尔法流程中铝酸钠精制液总有 机碳TOC268mg/l(原选矿拜尔法流程中总有机碳TOC560mg/1)。拜尔法循环效率 137.932kg/mS(原选矿拜尔法循环效率133.902kg/m3)。 实施例3将年产氧化铝为85万吨的烧结法系统和年产氧化铝为70万吨选矿拜尔法系统并联；烧结 法系统溶出时，加入占熟料重量的0.03%葡糖质酸钠。其选矿拜尔法种分母液总量为835m3/h， 将其中的137.78r^/h送烧结法粗液脱硅工序种；其烧结法铝酸钠粗液总量为1131.93m3/h，将 其中的213.93m3/h送选矿拜尔法与928.47 m3/h高压溶出浆液进行合流脱硅。将拜尔法蒸发析 盐97.4 t-Na2C03 /h送烧结法生料浆调配。选矿拜尔法流程中铝酸钠精制液总有机碳 TOC268mg/l(原选矿拜尔法流程中总有机碳TOC560mg/1)。拜尔法循环效率137.932kg/m、原选 矿拜尔法循环效率133.902kg/m3)。
权利要求
1. 一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于其氧化铝生产系统是将选矿拜尔法和 强化烧结法相对独立的两套生产系统平行设置，在过程中有系统溶液的互换联接；其中(1)将选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法粗液送选矿拜尔法高 压溶出后与溶出浆液合流脱硅；(2)拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料，选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗 液脱硅，实现拜尔法向烧结法补碱。
2. 根据权利要求i所述的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于送选矿拜尔法 高压溶出的烧结法粗液是在熟料溶出中加入添加剂制得的低碳碱粗液。
3. 根据权利要求1所述的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于在其低碳碱粗 液是在熟料溶出时加入占熟料重量的0. 03%-0. 05%的葡糖质酸盐制备的。
4. 根据权利要求1所述的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于将选矿拜尔法 的种分母液送烧结法粗液脱硅的量占选矿拜尔法的种分母液总量的15%-22%。
5. 根据权利要求1所述的一种并联法生产氧化铝的工艺方法，其特征在于将烧结法粗液 送选矿拜尔法高压溶出后与溶出浆液合流脱硅的量占烧结法粗液总量的15%-20%。
全文摘要
一种并联法生产氧化铝的工艺方法，涉及一种利用铝土矿生产氧化铝的方法。其特征在于其氧化铝生产系统是将选矿拜尔法和强化烧结法相对独立的两套生产系统平行设置，在过程中有系统溶液的互换联接；其中(1)将选矿拜尔法的种分母液部分送烧结法粗液脱硅，部分烧结法粗液送选矿拜尔法高压溶出后与溶出浆液合流脱硅；(2)拜耳法系统产生的结晶碱送烧结法配料。本发明的方法，利用烧结法的高温烧结过程为选矿拜尔法系统有机物排除形成开路，解决拜尔法流程中有机物积累难题；在拜尔法系统加入液碱，提高了拜尔法循环母液的苛性比值，提高了选矿拜尔法系统的循环效率。
文档编号C01F7/00GK101121539SQ20071011960
公开日2008年2月13日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者伟 刘, 刘亚平, 刘国红, 娄东民, 李国兵, 李太昌, 桦 王, 涛 王, 王二星, 赵东峰, 邢体义, 郭东锋, 敏 韩 申请人:中国铝业股份有限公司