专利名称：高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及轻金属冶炼技术领域。
大家都知道，氧化铝不但是生产金属铝的原料，而且还广泛应用于耐火材料、化工、轻工业等诸多领域。现在世界上多采用处理天然铝土矿生产Al2O3，当铝土矿的A／S(矿石中Al2O3和SiO2重量比)10以上时，一般采用拜耳法，即压煮浸出法，而对贫矿，即A／S＜8～10的矿石，一般采用拜耳-烧结联合法。A／S为3-5的铝土矿，我国，经过多年的研究和实践，建立了用碱-石灰烧结法处理的生产工艺流程。上述的这个流程包括料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、溶出液的脱硅精制、精制后溶液的分解、氢氧化铝焙烧等工序。在料浆制备工序，料浆碱比(摩尔比)[Na2O]／([Al2O3]+[Fe2O3])控制在O．94～O．98，而钙比(摩尔比)[CaO]／[SiO2]为2．22～2．26，矿浆的铝硅比Al2O3／SiO2(重量比)一般在4．O左右。上述料浆在回转窑中烧制，烧成温度1250℃～1300℃；在熟料溶出工序，存在副反应，即熟料中的β-2CaO．SiO2在溶出过程中分解，生成的Ca(OH)2与溶液中的Al2O3和SiO2反应生成水化石榴石，致使溶液中的一部分Al2O3重新进入不溶的固相，从而造成Al2O3的损失。为了控制和减少上述副反应损失，溶出后铝酸钠溶液中Al2O3含量必须控制在130克／升以下，于是整个工艺过程不得不在低浓度情况下运作，物料循环量加大。再者，所处理的矿石品位低，SiO2含量较高，流程排出废渣量大。综合以上，整个流程能耗高，效率低，生产成本高。
本发明的目的是给出一种处理较高品位(A／S 6-12左右)的铝土矿的碱-石灰烧结法工艺流程，使整个流程的物料循环量减少，废渣量降低，从而提高工艺效率，降低生产成本。
本发明为高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后精制液分解、氢氧化铝焙烧等工序，主要特点是在料浆配制工序，料浆A／S控制在6～12，碱比0．8～1．0，钙比0．8～2．5，在熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液成份为(克／升)Al2O3130～250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO2 5～20，苛性化系数αk 1．2～1．5。
在上述料浆配制工序，碱比最好为0．9-1．0，钙比最好为1．2-2．3。
熟料溶出工序溶出后铝酸钠溶液氧化铝浓度最好为160-200克／升，αk最好为1．2-1．3。
本发明生产工艺与原生产工艺相比，矿石单耗由原工艺的1．95吨／吨-Al2O3，降至1．50吨／吨-Al2O3；废渣(赤泥)排放量由原工艺的1．7吨／吨-Al2O3，降至0．8吨／吨-Al2O3，减少了对环境的污染，并大大降低了烧结法氧化铝的生产能耗，提高了企业经济效益。
附图
为本发明工艺流程框图下面结合附图将本发明实施实例评述如下所用铝土矿的化学成份为(重量％)SiO26．52，Fe2O33．83，Al2O369．1，CaO 9．10，Na2O 0．8，K2O 0．64，TiO22．99，其它7．02，矿石灼减13．84％；所用铝土矿主要物相组成(重量％)一水硬铝石79．2，锐钛矿3．0，高岭石3．4，石英1．2，赤铁矿4．0，其它9．2所用石灰石(或含等量CaO的石灰)成份(重量％)SiO20．84，Fe2O30．18，Al2O31．1，CaO 54．37，其它43．51烧成用煤化学成份(重量％)SiO242．6，Fe2O35．9，Al2O331．7，CaO 6．12，其它13．68溶出用调整液成份(克／升)Na2O全55．7，Al2O342．2，Na2O碳10．32，Na2O苛45．34．料浆配制是接铝土矿∶石灰石∶工业碱粉(重量比)为1∶0．26∶0．23的比例，向原料磨中加入铝土矿、石灰石、工业碱粉，并按每吨铝土矿配入蒸发碳分母液1．56m3，料浆磨至+120目筛上残留10％左右。
上述料浆送至回转窑烧制熟料，即为烧成工序，烧成温度1260--1320℃，物料在熟料窑停留时间0．5-1小时。所得熟料成份为(重量％)SiO25．34，Fe2O32．61，Al2O345．0，CaO 9．96，Na2O有效27．8，Na2O硫2．0，SO33．87，TiO21．82，其它1．6。
烧成的熟料与调整液一起在溶出湿磨中进行溶出，即溶出工序，溶出温度80-90℃左右，溶出液成份(克／升)Na2O全160．9，Al2O3206，Na2O碳10．3，SiO210，Na2O苛150．6。
熟料溶出后，赤泥用压滤设备进行分离，溶液进脱硅工序进行脱硅，脱硅温度165-175℃，停留时间1．0小时，分离得到的固体(赤泥)洗涤后外排或综合利用处理，洗液配调整液。
硅渣分离采用过滤机和叶滤机，分离后得到的铝酸钠溶液(Al2O3／SiO2=330左右)进碳分工序，硅渣洗涤后作副产品，硅渣洗液配调整液。
铝酸钠溶液分二段进行碳酸化分解，第一段分解率控制在75-85％，分离洗涤后氢氧化铝进焙烧工序焙烧得到产品氧化铝，洗液配调整液。一段分解分离后的碳分母液继续通二氧化碳进行深度碳酸化分解，分解率控制在95％左右，二次分解得到的含硅较高的氢氧化铝(简称粗氢氧化铝)，分离后用拜耳法工艺制取氢氧化铝，然后焙烧获得产品氧化铝。二次分解得到的碳分母液经蒸发后进磨浆工序配料。产品氧化铝主要杂质含量(重量％)SiO20．031，Fe2O30．008，Na2O 0．39。
权利要求
1．一种高铝硅比烧结法生产氧化铝工艺，包括料浆配制、熟料烧结、熟料溶出、溶出后溶液脱硅、脱硅后溶液分解、氢氧化铝焙烧等工序，其特征在于，所述料浆配制工序，料浆A／S为6～12，碱比0．9～1．0，钙比0．8～2．5，在上述熟料溶出工序，溶出后铝酸钠溶液的成份为(克／升)Al2O3130～250，Na2O全150～170，Na2O碳5～20，SiO25～20，苛性化系数αk 1．2～1．5。
2．按照权利要求1所述的工艺，其特征在于所述料浆的碱比为0．9～1．0，钙比0．8～2．4。
3．按照权利要求1或2所述的工艺，其特征在于所述溶出后铝酸钠溶液中Al2O3浓度为180～220克／升。
全文摘要
本发明涉及轻金属生产。发明的目的是给出一种处理较高品位(A/S6—12左右)铝土矿的碱－石灰烧结法生产氧化铝工艺流程,主要特点是:料浆A/S控制在6～12,碱比0.9～1.0,钙比0.8～2.5,溶出后铝酸钠溶液的Al
文档编号C01F7/02GK1280099SQ9911230
公开日2001年1月17日 申请日期1999年7月9日 优先权日1999年7月9日
发明者杨重愚, 胡绳兴, 上官正, 刘昌俊, 王世全 申请人:山东铝业公司