专利名称：一种拜尔法溶出添加剂及其制备和使用方法
技术领域：
一种拜尔法溶出添加剂，涉及采用一水硬铝石型铝土矿进行拜尔法溶出过程中，为降低溶出赤泥中的铝硅比、钠硅比而采用的溶出添加剂及其制备和使用方法。
背景技术：
在处理一水硬铝石型铝土矿的混联法或纯拜尔法溶出过程中，为了消除钛矿物的危害作用，通常按干矿石量的5～8％加入石灰作为溶出添加剂，石灰的加入，可以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗，但通常情况下，溶出赤泥的铝硅比为1.5～2.0，钠硅比为1.3左右。这部分溶出赤泥，如不进行回收，则造成碱的大量损失，并使矿石的利用率下降；若进行回收，则需采用能耗较高的烧结法处理，使整个生产过程的能耗升高。寻找具有降低溶出赤泥的铝硅比、钠硅比功效的新型溶出添加剂代替石灰，使拜尔法赤泥可以直接外排，进而取消混联法生产氧化铝的烧结法部分，有效解决中、低品位的一水硬铝石型铝土矿无法采用纯拜尔法处理问题，是目前采用中、低品位的一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝技术中，人们所关注的技术难点。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低溶出赤泥中的铝硅比、钠硅比的一水硬铝石型铝土矿拜尔法的溶出添加剂。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种拜尔法溶出添加剂，其特征在于其溶出添加剂是水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O。
本发明的一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，其特征在于制备过程依次为1)采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000～1300℃，烧制30～120分钟，烧成的铁酸钙料磨细；2).将烧成的磨细后的铁酸钙按CaO与铁酸钙2CaO·Fe2O3的配料比为1比1，反应温度25～60℃，反应时间4～10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O；一种拜尔法溶出添加剂使用方法，其特征在于制备的水化铁酸钙加入拜尔法溶出过程中，其加入量按溶出反应生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2计算进行溶出。
在拜尔法生产氧化铝的工艺过程中，加入添加剂水化铁酸钙，使溶出过程中的二氧化硅不断地进入水化铁酸钙分子中，使生成的铁水化石榴石成为赤泥中的主要成分，从而降低赤泥中的铝硅比和钠硅比，提高拜尔法生产过程中氧化铝的回收率，降低碱耗，最终使我国氧化铝工业能够利用中低品位的一水硬铝石矿，采用纯拜尔法工艺进行生产。
在拜尔法溶出过程中，添加水化铁酸钙作为溶出添加剂，使矿石中的硅矿物以水化石榴石的形式析出，而不是常规的水合铝酸钠形式。由于本添加剂自然界中没有存在，因此需在一定的条件下合成。采用本发明的一种拜尔法溶出添加剂进行拜尔法溶出，其溶出赤泥的铝硅比为0.5～1.0，钠硅比为0.15～0.20，可以实现拜尔法赤泥直接外排，从而取消烧结法部分，用纯拜尔法处理中低品位一水硬铝石铝土矿的目的。
具体实施例方式
一种拜尔法溶出添加剂，其特征在于其溶出添加剂是水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O。制备过程依次为1)采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000～1300℃，烧制30～120分钟，烧成的铁酸钙料磨细，其主要化学反应为；2).将烧成的铁酸钙按CaO与铁酸钙2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度25～60℃，反应时间4～10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O；其主要化学反应为。
一种拜尔法溶出添加剂的使用方法，其特征在于将水化铁酸钙加入拜尔法溶出过程中，其加入量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2计，在一定的溶出条件下进行拜尔法溶出，其溶出赤泥的铝硅比为0.5～1.0，钠硅比为0.15～0.20。而添加剂水化铁酸钙是合成的，首先采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000～1300℃，焙烧30～120分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按水化条件CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度25～60℃，反应时间4～10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。一种拜尔法溶出添加剂使用方法，其特征在于制备的水化铁酸钙加入拜尔法溶出过程中，其加入量按溶出反应生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2计算进行溶出。溶出赤泥的铝硅比为0.5～1.0，钠硅比为0.15～0.20，可以实现拜尔法赤泥直接外排，从而取消烧结法部分，用纯拜尔法处理中低品位一水硬铝石铝土矿的目的。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000℃，焙烧120分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度25℃，反应时间4小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.5，钠硅比为0.20。
实施例2采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1100℃，焙烧90分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度45℃，反应时间6小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.7，钠硅比为0.20。
实施例3采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1200，焙烧60分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按件CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间8小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为1.0，钠硅比为0.15。
实施例4采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1300℃，焙烧30分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度40℃，反应时间4小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为1.0，钠硅比为0.18。
实施例5采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1200℃，焙烧80分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度50℃，反应时间6小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.6，钠硅比为0.16。
实施例6采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1100℃，焙烧120分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间6小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.5，钠硅比为0.15。
实施例7采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1300℃，焙烧90分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度45，反应时间10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.5，钠硅比为0.18。
实施例8采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000℃，焙烧30分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为1.0，钠硅比为0.20。
实施例9采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1300℃，焙烧90分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间8小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.6，钠硅比为0.15。
实施例10采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1200℃，焙烧60分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.8，钠硅比为0.18。
实施例11采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1100℃，焙烧120分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度45℃，反应时间4小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.8，钠硅比为0.20。
实施例12采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1200℃，焙烧90分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度25℃，反应时间10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为1.0，钠硅比为0.15。
实施例13采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000℃，焙烧120分钟，制成铁酸钙2CaO·Fe2O3，将烧成的铁酸钙按CaO与2CaO·Fe2O3进行1比1配料，反应温度60℃，反应时间8小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙。
采用苛性碱浓度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化铁酸钙量按生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2计，在260℃的温度下进行90分钟的溶出，溶出赤泥的铝硅比为0.5，钠硅比为0.15。
权利要求
1.一种拜尔法溶出添加剂，其特征在于其溶出添加剂是水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O。
2.一种拜尔法溶出添加剂的制备方法，其特征在于制备过程依次为1)采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000～1300℃，烧制30～120分钟，烧成的铁酸钙料磨细；2).将烧成的铁酸钙按CaO与铁酸钙2CaO·Fe2O3进行1比1的配料，反应温度25～60℃，反应时间4～10小时，加石灰水进行水化制得水化铁酸钙3CaO·Fe2O3·6H2O；
3.一种拜尔法溶出添加剂使用方法，其特征在于制备的水化铁酸钙加入拜尔法溶出过程中，其加入量按溶出反应生成的铁水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2计算进行。
全文摘要
一种拜尔法溶出添加剂，涉及一种为降低溶出赤泥中的铝硅比、钠硅比而采用的溶出添加剂及其制备和使用方法。其特征在于其溶出添加剂是水化铁酸钙。制备过程依次为1)采用碳酸钙和赤铁矿按2比1的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧成温度1000～1300℃，烧制30～120分钟，烧成的铁酸钙料磨细；2)将烧成的铁酸钙按CaO与铁酸钙2CaO·Fe
文档编号C01F7/00GK1442362SQ0312195
公开日2003年9月17日 申请日期2003年4月18日 优先权日2003年4月18日
发明者刘丕旺, 朱金勇, 赵清杰, 陈建华, 杜涛 申请人:中国铝业股份有限公司