[發(fā)明專利]一水硬鋁石型鋁土礦低溫溶出新方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710011615.4
• 申請(qǐng)日: 2007-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101067164A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廷安;豆志河;王一雍;牛麗萍;趙秋月;赫冀成;蔣孝麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B3/12
• 分類號(hào): C22B3/12;C22B1/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)智龍專利事務(wù)所
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種對(duì)一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行低溫溶出的新工藝。

背景技術(shù)：我國(guó)的鋁土礦資源豐富，但絕大多數(shù)屬一水硬鋁石型鋁土礦，礦石具有高鋁、高硅、低鋁硅比(A/S)、低鐵和礦物結(jié)晶細(xì)散、組成復(fù)雜的特點(diǎn)。由于礦石硅高、鋁硅比低，使得我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)能耗高、效益差。鋁土礦溶出過(guò)程是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的最關(guān)鍵過(guò)程和主要耗能工序之一。強(qiáng)化拜耳法溶出不僅關(guān)系到溶出工序本身的經(jīng)濟(jì)性，而且直接影響著氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一直是一水硬鋁石生產(chǎn)氧化鋁的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。

目前，強(qiáng)化拜耳法溶出主要有兩大途徑：一是提高溶出溫度。提高溶出溫度可以降低溶出液α_k、縮短溶出時(shí)間、降低循環(huán)堿液濃度，從而提高循環(huán)效率、降低生產(chǎn)能耗。提高溶出溫度目前仍然是氧化鋁提產(chǎn)降耗的主流渠道，但溶出溫度提高，鋁酸鈉溶液的飽和蒸汽壓急劇增加，因此對(duì)溶出設(shè)備的強(qiáng)度要求更高，設(shè)備上將遇到困難，該途徑也難以適用改造我國(guó)原有的氧化鋁生產(chǎn)體系。二是通過(guò)外場(chǎng)處理，改變鋁土礦自身晶體結(jié)構(gòu)，改善其溶出性能，實(shí)現(xiàn)低溫溶出，從而達(dá)到強(qiáng)化溶出的目的。相對(duì)于提高溶出溫度的強(qiáng)化途徑，通過(guò)外場(chǎng)作用改變礦石的結(jié)構(gòu)顯得簡(jiǎn)便而可行，成為目前強(qiáng)化溶出的主要研究方向。因此，采取經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)處理工藝，提高氧化鋁溶出性能，實(shí)現(xiàn)一水硬鋁石型鋁土礦的低溫溶出，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)氧化鋁高效低耗生產(chǎn)的重要途徑。

目前，鋁土礦的預(yù)處理主要針對(duì)預(yù)脫硅等進(jìn)行的，針對(duì)鋁土礦活化預(yù)處理的研究很少有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明提供一種一水硬鋁石型鋁土礦低溫溶出新方法，其目的在于解決目前一水硬鋁石型鋁土礦的溶出存在能耗高、效益差、對(duì)溶出設(shè)備的強(qiáng)度要求更高、直接影響氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及赤泥沉降性能差等方面存在的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種一水硬鋁石型鋁土礦低溫溶出新方法，其特征在于：首先將一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行活化焙燒預(yù)處理，活化焙燒預(yù)處理的工藝參數(shù)是礦石粒度小于0.25mm，焙燒溫度535℃～635℃，焙燒時(shí)間5～60min；然后將焙燒預(yù)處理礦采用低溫拜爾法工藝進(jìn)行溶出，低溫拜耳法溶出工藝參數(shù)是溶出過(guò)程在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，苛性堿濃度為180～220g/L循環(huán)母液浸出，添加相當(dāng)于加入礦石量的3％的石灰，溶出溫度為200℃～220℃，溶出時(shí)間60min～90min，礦石加入量由下面配礦量公式計(jì)算：

其中：A，S，C-為鋁土礦中Al₂O₃，SiO₂，CO₂的百分含量(％)；

n-為循環(huán)母液中Na₂O_k的濃度，g/L；

a-為循環(huán)母液中Al₂O₃的濃度，g/L；

W-石灰添加量為干礦量的百分?jǐn)?shù)(％)；

C^/-石灰中CO₂的百分含量(％)；

α_配-為配料分子比；

η_α-Al₂O₃的實(shí)際溶出率；

b-赤泥中Na₂O∶SiO₂的重量比為；

MR-配料分子比；

X-每升循環(huán)母液配入的礦石量(g)。

活化焙燒預(yù)處理采用馬弗爐焙燒方式，馬弗爐焙燒工藝參數(shù)：礦石粒度小于0.25mm，焙燒溫度585℃～635℃，焙燒時(shí)間30～60min。

活化焙燒預(yù)處理采用微波焙燒方式，微波焙燒工藝參數(shù)：礦石粒度小于0.25mm，焙燒溫度535℃～585℃，焙燒時(shí)間5～10min。

馬弗爐內(nèi)為常壓。

焙燒器皿采用石英坩堝，尺寸為Φ80mm×60mm，每次加入焙燒礦質(zhì)量100g，微波功率為5～6kW，微波焙燒溫度535℃，焙燒時(shí)間10min。

目前，我國(guó)可工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的鋁土礦大部分是中低品位一水硬鋁石礦，礦石結(jié)晶狀態(tài)好，必須采用高溫、高堿濃度的溶出技術(shù)，才能取得理想的溶出效果，溶出條件苛刻。實(shí)際生產(chǎn)中存在著溶出溫度高，高達(dá)260-280℃，設(shè)備高溫結(jié)疤嚴(yán)重等問(wèn)題。鋁土礦中的含碳有機(jī)物、水合針鐵礦等會(huì)嚴(yán)重影響赤泥的沉降性能，赤泥沉降性能差。焙燒預(yù)處理能很好地改善一水硬鋁石的微觀結(jié)構(gòu)，提高其中氧化鋁的化學(xué)活性，進(jìn)而提高鋁土礦的溶出性能，實(shí)現(xiàn)低溫快速溶出。另外，焙燒預(yù)處理可以有效除去鋁土礦中的有機(jī)物，促進(jìn)水合針鐵礦轉(zhuǎn)化赤鐵礦相，從而改善赤泥的沉降性能，優(yōu)化我國(guó)的一水硬鋁石的生產(chǎn)工藝。