[發明專利]一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法

有效

• 申請號: 201410182601.9
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103950960A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張廷安;呂國志;張子木;劉燕;豆志河
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30;C01F7/04;C01B33/24;C01F11/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，按以下步驟進行：

(1)鈣化轉型溶出

將鋁土礦與鋁酸鈣或鋁酸鈣和石灰以及鋁酸鈉一次循環母液混合，于溫度100～280℃下進行鈣化轉型溶出反應，反應時間為15～60min，反應后得到主要成分為水化石榴石的鈣化渣以及鋁酸鈉一次溶出母液；

(2)一次溶出母液處理

一次溶出母液經石灰乳精制以及加氫氧化鋁晶種分解、析出氫氧化鋁后，分別得到氫氧化鋁和分解母液，氫氧化鋁經焙燒制備氧化鋁產品；

(3)碳化轉型

將清水與鈣化渣按液固比(3～15)：1mL/g在密閉容器中混合后，向密閉容器內通入CO₂，使密閉容器內CO₂氣體的分壓達到0.8～1.8MPa，再于90～150℃的條件下碳化轉型反應10～240min，得到的礦漿經液固分離，固相為主要成分為硅酸鈣、碳酸鈣以及氫氧化鋁的碳化渣，液相為清水；

(4)低溫溶鋁

將碳化渣采用氫氧化鈉濃度為50～150g/L的二次低溫溶鋁母液，在溶鋁溫度40～100℃以及溶鋁時間20～120min條件下提取碳化轉型渣中的氫氧化鋁，二次低溫溶鋁母液與碳化渣的液固比為(4～15)：1mL/g，反應得到的礦漿經液固分離，固相為主要成分為硅酸鈣和碳酸鈣的新型結構赤泥，液相為含有鋁酸鈉的二次低溫溶出母液；

將步驟(3)和步驟(4)操作1～5次；

(5)沉鋁

向二次低溫溶出母液中加入含鈣物料，反應得到鋁酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液。

2.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(1)所述的鋁酸鈣或鋁酸鈣和石灰中與鋁土礦的質量比為(0.2～1.2)：1；所述的鋁酸鈉一次循環母液為氧化鈉含量100～170g/L、氧化鈉與氧化鋁的摩爾比(2.5～3.5)：1的鋁酸鈉溶液；所述的鋁酸鈉一次溶出母液為氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為(1.5～2)：1的鋁酸鈉溶液。

3.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(2)所述分解母液為氧化鈉含量為100～170g/L、氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為(2.5～3.5)：1的鋁酸鈉溶液。

4.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(2)所述分解母液返回步驟(1)鈣化轉型溶出反應作為一次循環母液循環使用。

5.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，所述步驟(3)中得到的清水在該步驟碳化轉型反應中循環使用。

6.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(5)所述的含鈣物料為含有氧化鈣的原料，包括石灰、鋁酸鈣、電石渣。

7.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(5)所述的含鈣物料中氧化鈣與二次低溫溶出母液中氧化鋁質量比為(1.3～2.5)：1。

8.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，步驟(5)所述的含鈣物料與二次低溫溶出母液的反應條件為：反應溫度20～90℃以及反應時間1～60min。

9.一種基于鈣化-碳化法的無蒸發生產氧化鋁的方法，其特征在于，所述步驟(5)中反應得到的鋁酸鈣返回步驟(1)鈣化轉型溶出反應作為鈣源循環使用，氫氧化鈉溶液返回步驟(4)低溫溶鋁反應作為一次低溫溶鋁母液循環使用。