叶滤滤饼在生产氧化铝中的用途以及氧化铝生产方法与流程

1.本发明涉及氧化铝生产技术领域，特别是涉及一种叶滤滤饼在生产氧化铝中的用途以及氧化铝生产方法。


背景技术：

2.中国铝土矿储量丰富，这些资源以一水硬铝石矿为主，具有高铝(al2o3 50～65％)、高硅(sio
2 8～15％)、低铁组成复杂等特点，且大部分矿石铝硅比a/s《7，其约占总储量的98％。但是，能满足拜耳法工艺要求的矿石仅占铝土矿资源的10％左右。
3.溶出一水硬铝石矿必须添加石灰，目前石灰拜耳法溶出技术在工业上普遍应用。石灰添加可以增大溶出速度和溶出速率，还对溶液中氟、磷、钒等元素的去除，针铁矿的转化，消除钛酸钠对铝矿物溶出的阻滞行为，同时具有延缓结疤、杂质净化、降低碱耗的作用。
4.目前国内氧化铝企业为消除钛矿物的阻滞作用，石灰添加一般在10％以上。但石灰的加入也造成诸多不利影响，一是有水化石榴石(3cao
·
al2o3·
xsio2·
yh2o)生成，多损失氧化铝。二是增加赤泥排放量。三是杂质碳酸钙引起反苛化损失碱。并使赤泥组成更为复杂，如钙铁脱碱赤泥的生成、各种组分更加弥散分布，更加增大了从赤泥中分选铁矿物的难度。
5.如何减少石灰添加量，对优化氧化铝的生产过程具有积极意义。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种叶滤滤饼在生产氧化铝中的用途以及氧化铝生产方法。该方案为拜耳法叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，利用叶滤机滤饼作为钙源替代部分石灰，可以降低氧化铝生产过程中的石灰添加量，并实现总体消耗成本下降及赤泥减排。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种叶滤滤饼在生产氧化铝中的用途，包括：将叶滤滤饼与预脱硅浆液混合，进行溶出处理，得到铝酸钠的溶出浆液；其中，所述预脱硅浆液是对原矿浆进行预脱硅处理后得到的，所述原矿浆将铝土矿、循环母液和石灰混合后进行磨矿而得到的；其中，石灰和铝土矿的重量比小于百分之三。
8.在一个实施例中，该用途还包括：将所述溶出浆液进行赤泥沉降分离和洗涤过滤，得到粗液和赤泥；使用叶滤机对所述粗液进行精致处理，得到精液和叶滤机滤饼；对所述叶滤机滤饼进行压滤过滤，得到新的叶滤滤饼和滤液；将所述新的叶滤滤饼与预脱硅浆液混合，进行溶出处理，再次得到铝酸钠的溶出浆液。
9.在一个实施例中，所述叶滤滤饼和所述铝土矿的重量比为1％-4％。
10.在一个实施例中，所述将铝土矿、循环母液和石灰混合包括：每100ml的循环母液添加35.17g的铝土矿。
11.在一个实施例中，在所述铝土矿中，al2o3的质量分数为55.84％，sio2的质量分数为11.55％，fe2o3的质量分数为15.05％，tio2的质量分数为2.32％，cao的质量分数为
0.19％。
12.在一个实施例中，在所述循环母液中，苛性碱浓度为252.0g/l，全碱浓度为261.0g/l，氧化铝含量为123.7g/l，苛性化系数为3.35。
13.在一个实施例中，所述预脱硅处理的温度为90-100℃，持续时间为6-8h；所述预脱硅浆液的苛性化系数为1.4。
14.在一个实施例中，所述叶滤滤饼中的固含量为346g/l；其中，在所述叶滤滤饼中，al2o3的质量分数为25.69％，sio2的质量分数为5.7％，fe2o3的质量分数为3.11％，tio2的质量分数为0.9％，cao的质量分数为37.37％，na2o的质量分数为2.41％，mgo的质量分数为0.71％。
15.在一个实施例中，所述溶出处理的溶出温度为250-265℃，溶出时间为1h。
16.本发明还提供了一种氧化铝生产方法，包括：将铝土矿、循环母液和石灰混合后进行磨矿，得到原矿浆；其中，石灰和铝土矿的重量比小于百分之三；对所述原矿浆进行预脱硅处理，得到预脱硅浆液；将叶滤滤饼与预脱硅浆液混合，进行溶出处理，得到铝酸钠的溶出浆液，所述溶出浆液用于生产氧化铝。
17.本发明提供的叶滤滤饼在生产氧化铝中的用途以及氧化铝生产方法，可以降低氧化铝生产过程中的石灰添加量，降低原料成本消耗和赤泥减排。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的一种叶滤滤饼再利用工艺流程图。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
20.须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
21.在铝酸钠溶液中添加石灰，可以发生如下反应：
22.3ca(oh)2+2naal(oh)4+aq＝3cao
·
al2o3·
6h2o+2naoh+aq
23.叶滤滤饼为粗液精制过程中叶滤机产生的滤饼产物。具体而言，在氧化铝生产中，在溶出矿浆粗液中添加石灰，然后进行过滤，得到滤液沉降后使用叶滤机进行过滤，过滤后可得到的叶滤滤饼。目前的工艺为将叶滤滤饼直接排入沉降系统，洗涤后随赤泥一起进行外排，利用率不高。经化验，如表1所示，叶滤滤饼中氧化钙含量约为37％，氧化铝含量约为26％，a/s接近4.5，有进一步利用价值。
24.表1，叶滤滤饼的成分
[0025][0026]
本发明提供了一种叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，主要构思为在相同条件下，在拜耳法铝土矿的溶出过程中，采取叶滤机滤饼作为溶出钙源，替代石灰，以降低氧化铝生产过程中的石灰添加量，并实现总体消耗成本下降及赤泥减排。
[0027]
本发明提供叶滤滤饼再利用溶出工艺技术的主要流程可以如图1所示，具体可以包括如下步骤。
[0028]
步骤一，将铝土矿与循环母液、石灰混合磨矿，制备原矿浆；其中，如图1所示，铝土矿可以为一水硬铝石铝土矿。循环母液的碱浓度为240～255g/l，苛性化系数(αk)为2.9～3.3。
[0029]
步骤二，将步骤一所得的原矿浆进行预脱硅，得到预脱硅浆液。其中，预脱硅温度为90～100℃，预脱硅时间为6-8h。
[0030]
步骤三，将步骤二所得的预脱硅浆液与叶滤滤饼充分混合，然后进行高温、高压溶出处理，得到溶出浆液。其中，溶出温度为250～265℃，溶出时间为1h。
[0031]
步骤四，将步骤三所述的溶出浆液进行稀释脱硅，然后进行赤泥沉降分离和洗涤过滤，得到粗液和赤泥。
[0032]
步骤五，将步骤四所述粗液通过叶滤机对粗液进行精致，进一步去除粗液中的赤泥浮游物，得到精液和叶滤机滤饼；
[0033]
步骤六，将步骤五所述的叶滤滤饼进行压滤过滤，得到滤液与叶滤滤饼，滤液返回粗液槽。
[0034]
步骤七，将步骤六得到的叶滤滤饼中的一部分所述的叶滤滤饼返回步骤三与预脱硅浆液混合，然后再次实施步骤三、四、五、六、七，实现叶滤滤饼的循环使用。其中，返回至步骤三的叶滤机滤饼的量为2～10t/h。
[0035]
根据步骤三中叶滤机滤饼的量，核算对应石灰量，在原磨工序减少石灰配入量。
[0036]
接下来，根据上述工艺流程，设置不同的实施例，开展实验。
[0037]
在介绍具体实施例之前，先介绍下面实施例所采用的实验材料。
[0038]
其中，下文各实施例所采用的溶出处理的温度、时间，预脱硅浆液的苛性化系数、循环母液的浓度、石灰有效钙含量(用质量百分比表示)，叶滤滤饼固含量如表2所示。
[0039]
表2
[0040][0041]
下文各实施例所采用的铝矿石的成分如表3所示。其中，各成分的量以质量百分比表示。
[0042]
表3
[0043][0044]
下文各实施例所采用的循环母液的分析如表4所示。
[0045][0046]
下文各实施例所采用的叶滤滤饼的成分分析如表5所示。其中，各成分的量以质量百分比表示。
[0047]
表5
[0048][0049]
下文各实施例中，每100ml的循环母液中，加入铝矿石的添加量35.17g，石灰的添加量为铝矿石质量的1％。
[0050]
各实施例的实验参数和指标如表6所示。
[0051]
表6，实验参数和指标
[0052][0053]
其中，溶出温度是指上述步骤二中，溶出处理的温度。叶滤滤饼和铝矿石的质量比具体为：步骤三中所采用的叶滤滤饼和步骤一中所采用的铝矿石的质量比。溶出液是步骤三得到的溶出浆液。溶出赤泥是指步骤四得到的赤泥。实际溶出率是指将铝矿物的铝硅比减去溶出赤泥中的铝硅比得到的差值，比上铝矿物的铝硅比，得到的的比值。相对溶出率是指实际溶出率比上理论溶出率得到的比值。
[0054]
从表6可知，在叶滤滤饼加入比例相同的条件下，随着溶出温度的升高，铝酸钠溶出率也在逐渐升高。在溶出温度相同的条件下，随着叶滤滤饼加入比例的提高，赤泥中a/s逐渐降低，铝酸钠溶出率逐渐升高。叶滤滤饼可以作为代替石灰的溶出添加剂使用，使得钙可以重复利用。
[0055]
综合以上，本发明提供的叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，可替代石灰，在与现有流程要求相同的石灰添配比条件下，可以将石灰添加量降至铝矿石的干矿量的3％以内，达到
减少石灰添加的目的，降低进入系统后造成的水解，减少氧化铝的损失，降低原料成本消耗。
[0056]
本发明提供的叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，不仅回收了叶滤滤饼中的氧化钙，同时也回收了滤饼中的氧化铝，属废渣的再利用，实现含钙物质的循环。
[0057]
本发明提供的叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，直接减少由大量石灰加入引起的赤泥量，促进赤泥中有价矿物富集，为后续高效回收赤泥中氧化铝、氧化钠创造有利条件，是氧化铝行业废弃物资源利用、节能减排、安全处置等多个领域最重要的一步，对环境保护价值意义重大。
[0058]
本发明提供的叶滤滤饼再利用溶出工艺技术，流程简单，经济效果显著，有很好的工业应用前景。
[0059]
因此，本发明能够有效克服现有技术中的缺点而具高度产业利用价值。
[0060]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。