[發(fā)明專利]一種鋁鎂聯(lián)產(chǎn)工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011053754.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112267018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱廣東;郭建文;薛峰平;王學(xué)詩(shī);趙世芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朱廣東;山西中城天朗環(huán)保工程有限公司
• 主分類號(hào): C22B5/04
• 分類號(hào): C22B5/04;C22B21/00;C22B26/22;C01F7/02
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁鎂聯(lián)產(chǎn)工藝，具體包括以下步驟：(1)將鋁熔化進(jìn)行離心造粒，或?qū)X錠進(jìn)行切削造粒，或?qū)⒐韬俊?％的鋁硅合金回收加工成鋁合金粒，得到鋁還原劑；(2)將白云石進(jìn)行高溫焙燒，粉磨過(guò)篩，得到焙燒白云石粉；(3)將鋁還原劑和焙燒白云石粉混合均勻，制成扁圓形球團(tuán)料；(4)將扁圓形球團(tuán)料進(jìn)行真空熱還原，得到粗金屬鎂和高溫還原渣；(5)將高溫還原渣加入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽用作加熱鋁礬土堿浸取液的熱源，同時(shí)得到鋁酸鈣還原渣；(6)將鋁酸鈣還原渣進(jìn)行研磨粗碎，粉碎過(guò)篩，用作鋁礬土浸取氧化鋁的浸取原料。本發(fā)明將金屬鋁和金屬鎂的冶煉工藝緊密關(guān)聯(lián)在一起，降低了能源的消耗，對(duì)環(huán)境友好，具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種鋁鎂聯(lián)產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

鋁和鎂均為銀白色的輕金屬，比強(qiáng)度、比剛度都比較高，而且都是目前世界上應(yīng)用最廣泛的輕型金屬結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、武器裝備、新型交通工具、工程機(jī)械、石油化工電子通訊、電力等行業(yè)，而中國(guó)又是鋁和鎂兩種金屬的最大生產(chǎn)國(guó)。

對(duì)于金屬鎂的生產(chǎn)工藝，皮江法煉鎂在中國(guó)占總產(chǎn)量的95％以上。皮江法煉鎂的原料為白云石，經(jīng)焙燒產(chǎn)生氧化鎂和氧化鈣的復(fù)合氧化物，在高溫和真空條件下，采用硅鐵作還原劑選擇性地和復(fù)合氧化物中氧化鎂反應(yīng)得到粗金屬鎂，粗鎂再經(jīng)精煉制得合格的金屬鎂熔體，通過(guò)加入鋁、硅、鋅、錳、鋯、鋰、稀土元素制成各種不同成分和性能的合金，用于各個(gè)部門(mén)。

由于各種因素存在的原因，皮江法煉鎂過(guò)程中要產(chǎn)生一種含有5％-10％氧化鎂的硅酸鈣還原渣。這種硅酸鈣還原渣理論上是硅酸鹽水泥的主要成分，但由于其中氧化鎂的存在以及還原過(guò)程中高溫下渣中游離氧化鈣被嚴(yán)重過(guò)燒，和水反應(yīng)的速度極慢，如果用這種硅酸鈣還原渣做硅酸鹽水泥，以上兩種因素都會(huì)嚴(yán)重影響水泥質(zhì)量，所以不能用來(lái)生產(chǎn)水泥，因此，皮江法煉鎂的還原渣對(duì)環(huán)境造成了極大危害，這一技術(shù)問(wèn)題，是皮江法煉鎂過(guò)程中尚未得到解決的難題。

同時(shí)，皮江法煉鎂過(guò)程中還有以下情況產(chǎn)生：(1)金屬鎂生產(chǎn)過(guò)程中的白云石的焙燒要產(chǎn)生大量的CO₂廢氣，每噸白云石大約放出0.47-0.7噸純凈的CO₂，對(duì)環(huán)境造成極大污染，又無(wú)處理方法；(2)因?yàn)榻饘冁V生產(chǎn)過(guò)程中要進(jìn)行多次的高溫加熱過(guò)程，如白云石的焙燒，鎂的還原，鎂的精煉，鍋爐蒸汽的產(chǎn)生，絕大部分運(yùn)行溫度都在1200℃以上，都需要Al₂O₃含量在75％的高檔耐火材料，平均每3-4萬(wàn)噸金屬鎂生產(chǎn)就要有1萬(wàn)噸以上廢棄耐火材料排出，另外還包括用于高溫的保溫材料硅酸鋁纖維的排出，這大量的廢棄耐火材料、保溫材料等固體廢棄物都是金屬鎂生產(chǎn)過(guò)程中難于處理的問(wèn)題；(3)皮江法金屬鎂生產(chǎn)過(guò)程中的還原渣，量大而且目前尚無(wú)有效利用方法，1200℃以上的還原渣從還原罐中排出，1200℃的高溫顯熱，以及還原渣的粉化對(duì)環(huán)境造成粉塵的污染，這些都是難以解決的。

對(duì)于金屬鋁的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)原料為鋁礬土，主要成分為氧化鋁的水合物，雜質(zhì)主要是二氧化硅和氧化鐵，還有一些氧化釩及氧化鈦等雜質(zhì)。金屬鋁的生產(chǎn)主要是在堿性條件下浸出提取鋁礬土中的氧化鋁，其中，二氧化硅含量的高低決定了氧化鋁的生產(chǎn)成本，鋁酸鈣中硅含量較低、屬A/S比值(式中A代表氧化鋁含量，S代表二氧化硅含量)較高的優(yōu)質(zhì)氧化鋁生產(chǎn)原料適合先進(jìn)的拜耳法工藝。目前，中國(guó)的氧化鋁產(chǎn)能已占世界總產(chǎn)能的50％以上，但優(yōu)質(zhì)鋁土礦僅占世界總儲(chǔ)量的3％，礦石資源儲(chǔ)量不足，嚴(yán)重制約了氧化鋁工業(yè)的發(fā)展。由于目前鋁行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，一般采用從澳大利亞進(jìn)口高A/S的三水鋁石型鋁土礦生產(chǎn)金屬鋁，隨著全世界的鋁礬土資源大量的開(kāi)采，資源越來(lái)越少，價(jià)格越來(lái)越高。

另外，在鋁釩土提取氧化鋁的工藝中，采用堿浸出法提取鋁釩土的氧化鋁，浸出后形成鋁酸鈉，凈化后采用CO₂進(jìn)行碳酸化分解使鋁酸鈉溶液中鋁成分以氫氧化鋁的形態(tài)沉淀出來(lái)，所以氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中還需要大量CO₂用作氫氧化鋁的沉淀劑。還有，為了加速鋁礬土中堿溶浸的速度，采用蒸汽加熱是其工藝的主要工藝手段，所以在鋁礬土提取氧化鋁的工藝過(guò)程中還需大量一定壓力的水蒸汽用于浸取工藝。