[發(fā)明專利]一種中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310687295.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103738989A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭昭華;池君洲;王永旺;董宏;陳東;劉大銳;王珍;胡紅霞;范培育
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司
• 主分類號: C01F7/20
• 分類號: C01F7/20;C01F7/22
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;陳悅軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金、化工領(lǐng)域，涉及一種中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法。

背景技術(shù)

目前，世界上90%的氧化鋁工業(yè)都是以鋁土礦為原料進(jìn)行生產(chǎn)的。不同性質(zhì)和質(zhì)量的礦石，其生產(chǎn)工藝不同。國外大多為三水鋁石型礦石，鋁硅比較高，主要采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁；我國鋁礦石主要為一水硬鋁石型礦石，鋁硅比較低，工業(yè)生產(chǎn)主要采用燒結(jié)法和聯(lián)合法。

專利申請文件CN102180495A公開了一種用燒結(jié)法從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，將破碎后的鋁土礦與氫氧化鈉按一定比例混合研磨，再通過焙燒、浸取、沉淀過濾、助劑回收、洗滌和煅燒等工藝生產(chǎn)氧化鋁。

專利申請文件CN101113001A公開了一種采用拜耳法處理中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，在拜耳法工藝過程中，加入脫鋁渣代替石灰作為添加劑進(jìn)行溶出，再經(jīng)洗滌、過濾、種分等工藝生產(chǎn)氧化鋁。

相比較而言，燒結(jié)法、聯(lián)合法及其改良法存在以下缺點(diǎn)：首先，生產(chǎn)過程的能耗較高，單位產(chǎn)品的綜合能耗高達(dá)38GJ以上，是拜耳法能耗的2～4倍；其次，工藝流程復(fù)雜，建設(shè)投資費(fèi)用較大。對于大中型氧化鋁工程，混聯(lián)法單位產(chǎn)品的建設(shè)投資費(fèi)用比拜耳法高20%以上。

而拜耳法不能經(jīng)濟(jì)地處理中低品位的鋁土礦，其根本原因是：鋁土礦中的含硅礦物在氧化鋁的溶出過程中，與溶液中的鋁酸鈉反應(yīng)生成水合鋁硅酸鈉進(jìn)入赤泥。鋁土礦中每1Kg可反應(yīng)的二氧化硅就會有1Kg的氧化鋁和0.608Kg的堿進(jìn)行反應(yīng)而損失掉。隨著鋁土礦鋁硅比的降低，鋁礦中可提取氧化鋁的比例減小，堿的損失則大幅度增加。《氧化鋁廠工藝設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在現(xiàn)有建設(shè)條件下，采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的礦石鋁硅比宜大于8。

因此，研究新型、經(jīng)濟(jì)的中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁方法，已經(jīng)成為保證我國氧化鋁產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法。

本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：

中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法包括以下步驟：

a、鋁土礦預(yù)處理：將中低品位鋁土礦粉碎成小于120目的細(xì)粉，加水配成固含為20～40%的料漿，過濾得濾餅；

b、酸溶：向濾餅中加入酸進(jìn)行酸溶反應(yīng)，得到粗的鋁鹽溶液，其中，濾餅與酸溶液的質(zhì)量比為1:2～5，優(yōu)選為1:2～3；酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30%，優(yōu)選為15～25%；反應(yīng)溫度為100～200℃，優(yōu)選120～150℃；反應(yīng)時間1～4h，優(yōu)選2～4h；反應(yīng)壓力為0.1～2.5MPa，優(yōu)選為0.3～1.0MPa；

c、鋁鹽結(jié)晶：采用真空結(jié)晶工藝結(jié)晶，使鋁鹽溶液在真空狀態(tài)下低溫蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生鋁鹽晶體，并分離鋁鹽晶體；

優(yōu)選地，所述結(jié)晶過程分為進(jìn)料期、晶核生成期和結(jié)晶期三個階段，進(jìn)料期真空度為6～12kPa，優(yōu)選為8～10kPa，進(jìn)料時間15～30min，優(yōu)選為20～25min，優(yōu)選地，該階段中，鋁鹽溶液溫度可降至40℃以下；晶核生成期真空度為3～5kPa，優(yōu)選為4kPa，時間為10～35min，優(yōu)選為25～30min，優(yōu)選地，該階段中，鋁鹽溶液溫度可降至30℃以下，鋁鹽溶液濃度為40～60wt.%；結(jié)晶期真空度為1.5～2.5kPa，優(yōu)選為1.8～2.2kPa，時間35～50min，優(yōu)選為40～45min；

優(yōu)選地，將獲得的鋁鹽晶體加水配制成鋁鹽溶液，重復(fù)上述結(jié)晶、分離晶體過程；優(yōu)選地，重復(fù)結(jié)晶1～3次；

d、晶體洗滌：洗滌晶體表面吸附的雜質(zhì)，如鐵、鉀、鈉、鈣、鎂等離子；洗滌時間為2～10s，優(yōu)選為3～5s；優(yōu)選地，采用噴淋方式對晶體進(jìn)行快速洗滌；

e、焙燒：將鋁鹽晶體分段焙燒得到氧化鋁和酸性煙氣，低溫焙燒溫度為200～500℃，優(yōu)選300～400℃；低溫焙燒時間為30～50分鐘，優(yōu)選為35～45分鐘；高溫焙燒溫度為750～1200℃，優(yōu)選900～1150℃；高溫焙燒時間為70～90分鐘，優(yōu)選為75～85分鐘。

優(yōu)選地，步驟b的酸是鹽酸、硫酸或硝酸。

優(yōu)選地，步驟b的酸溶反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為80～110℃，優(yōu)選100～110℃；反應(yīng)時間1～4h，優(yōu)選2～4h。

優(yōu)選地，為了促進(jìn)氯化鋁結(jié)晶更徹底，可以將步驟e中得到的酸性煙氣通入步驟c中，煙氣中的酸性氣體與鋁鹽溶液中的Al離子摩爾比為1:4～1:6。所述酸性氣體如HCl、SO₂、SO₃、NO和/或NO₂等。