专利名称：用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法
技术领域：
本发明涉及氧化铝生产工艺，特别是涉及用高铁铝土矿炼铁后的炉渣生产氧化铝的工艺过程方法。
背景技术：
目前，世界上生产氧化铝的原料为铝土矿，矿石类型分为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石三种，生产方法主要有烧结法、拜耳法、联合法等。
国外氧化铝厂的原料主要为三水铝石，矿石中氧化铝含量在35％以上，通常为45％左右，矿石铝硅比为8以上。
中国氧化铝厂的主要原料为一水硬铝石，矿石中氧化铝含量通常在60～70％，矿石铝硅比为5以上。
由于氧化铝厂每年使用铝土矿量较大，高品位矿石逐年减少，我国铝土矿资源短缺的问题日益严重，故部分氧化铝厂开始使用进口矿石，或考虑去国外办厂、办矿。
在我国铝土矿资源不足的情况下，如何利用低品位铝土矿资源，成为氧化铝工业面临的难题。在广西、贵州等省区，有大量的高铁铝土矿资源，如广西的南宁至玉林一带，高铁三水铝土矿的储量非常丰富，据地质勘探报告，其矿石储量达数十亿吨，若能开发利用，是一笔很大的财富。
广西高铁三水铝土矿中氧化铝品位很低，仅为23～28％，矿石铝硅比仅2～3，按现有技术判断，矿石中氧化铝和铝硅比两个指标远远满足不了生产氧化铝的要求。同时，矿石中氧化铁含量在35％～42％，用于炼铁品位也偏低。若要将此矿石资源综合利用，必须采用新工艺和新技术。
高铁铝土矿的综合利用分成两个部分，第一部分是将高铁铝土矿用于高炉炼铁，得到生铁和高铝炉渣；第二部分是将高铝炉渣用于提炼氧化铝。而现有技术中目前还没有适合于采用高铝炉渣来生产氧化铝的工艺过程方法。
本发明就是针对高铁铝土矿的资源情况和化学组成，提出用炼铁后的高铝炉渣来生产氧化铝的新工艺过程方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工艺流程简单、操作控制容易、并能将高铁铝土矿炼铁后的高铝炉渣用于生产氧化铝的用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，使得到的氧化铝产品可达到国家标准冶金级二级品的要求，以克服现有技术的不足，达到综合利用我国非常丰富的低品位矿产资源的目的。
本发明是这样实现的它将由高铁铝土矿炼铁后得到的高铝炉渣送入到常压溶出工序进行常压溶出，在常压溶出工序溶出的料浆送至赤泥分离沉降工序，通过赤泥分离沉降工序溢出的粗液经脱硅工序脱硅后，进入碳酸化分解工序进行碳分处理，经碳酸化分解工序碳分后得到的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧处理得到合格的氧化铝产品。
由赤泥分离沉降工序处理得到的底流，经洗涤过滤工序处理得到的赤泥送至赤泥堆场或用于生产建筑材料，而赤泥洗液则送至循环母液储槽；由碳酸化分解工序碳分后得到的母液，经蒸发工序去除多余的水分后也送至循环母液储槽，在该槽内加入工业碱粉进行调配，其工业碱粉的加入量按每生产1吨Al2O3加入60～100kg工业碱粉量进行控制，调配后的液体送到常压溶出工序使用；常压溶出工序是在常压机械搅拌槽中进行，其溶出温度为100～108℃，含进出料时间在内的溶出时间为4～7小时，高铝炉渣在冷却时自粉化；赤泥分离沉降工序溶出的料浆，需经沉降槽分离及多次反向洗涤，最佳洗涤次数为5～6次；采用碳酸化分解的方式将溶液中的氧化铝分解出来，碳分需要的CO2气体由高炉产生的烟气供应。
本发明用高铝炉渣生产氧化铝的主要工序的工艺过程方法及特点如下(1)高铝炉渣常压溶出高铁铝土矿炼铁后得到的高铝炉渣，其主要化学成分为Al2O330～35％，CaO45～50％，SiO213～16％。铝酸钙炉渣的主要成分为12CaO.7Al2O3.，CaO.Al2O3，2CaO.SiO2，此类成分的铝酸钙炉渣极易被碳酸钠溶液溶解浸出。化学反应式如下
利用高铝炉渣在冷却时能自粉化的特点，高铝炉渣可不经破碎和磨矿，直接进行常压溶出，溶出后的料浆，送赤泥分离沉降工序。
溶出高铝炉渣的循环母液，由碳分蒸发母液，赤泥洗液和工业碱粉组成。
本溶出在常压机械搅拌槽中进行，溶出温度100～108℃，溶出时间4～7小时(含进出料时间)，间断溶出，循环母液为碳酸碱，Na2Oc浓度为80～110g/l，高铝炉渣在冷却时就能自粉化，不需要破碎和磨矿工序。
常压溶出的工艺非常简单，与现有高压溶出比较有本质上的区别。现有溶出为高温高压、高碱溶出，其温度为260～280℃，压力4.4～5.0Mpa，循环母液为苛性碱，Na2OK浓度为210～248g/l，为保证矿石中Al2O3溶出率，对铝土矿粒度要求较严格，必须有破碎和磨矿工序。
(2)赤泥分离沉降溶出的料浆经沉降槽分离及多次反向洗涤，赤泥经过滤后送赤泥堆场或用于生产建筑材料。将分离沉降槽溢流送去脱硅，并通过叶滤机进行叶滤，其精液硅量指数可达到400以上。赤泥采用5～6次洗涤。由于高铝炉渣中氧化铝含量较低，赤泥量较大，每吨氧化铝产出赤泥达3.5～4.0吨，赤泥洗水加入量为2t/t-赤泥。
现有氧化铝厂使用的矿石中氧化铝含量高，通常为60～70％，每吨氧化铝产出赤泥仅0.9～1.3吨，故赤泥洗水加入量大，通常为3.5～4.5t/t-赤泥。洗涤次数为3～4次。分离沉降槽的粗液不设独立的脱硅工序。
(3)、碳酸化分解采用碳酸化分解的方式，将溶液中的氧化铝分解出来，送去洗涤。为了保证高铝炉渣的溶出，需要碳酸钠溶液，本工序采用碳酸化分解，便于形成生产闭路循环。碳分需要的CO2气体由高炉产生的烟气供应，高炉烟气中CO2浓度为20～25％，精液Al2O3浓度80～90g/l。
现有氧化铝分解过程与本分解有较大区别，拜尔法采用种分，烧结法采用碳分加烧结种分，碳分使用来自石灰炉的CO2气，生产中精液碱浓度和CO2气的浓度也较高。
(4)、碳分母液蒸发为了生产系统中的水平衡，设置一个蒸发工序，将多余的水分排除掉，同时制取合格的母液。蒸发原液Na2OC浓度80～90g/1，蒸发母液Na2OC浓度120～130g/l。
本工序采用常规工艺。
(5)、氢氧化铝焙烧碳分得到的氢氧化铝，送焙烧工序，在高温下脱除附着水及结晶水，得到氧化铝合格产品。
本发明的有益效果是综合利用我国非常丰富的低品位矿产资源，将高铁铝土矿炼铁后的高铝炉渣用于生产氧化铝，得到的氧化铝产品可达到国家标准冶金级二级品的要求，具有很大的经济效益和社会效益。此外，本发明还具有工艺流程简单、操作控制容易的优点。
图1为本发明高铝炉渣生产氧化铝的工艺流程图。
具体实施例方式本发明的实施实例将高铝炉渣从炼铁厂送到氧化铝厂原料堆场，然后再用输送设备送往氧化铝厂的溶出工序进行溶出，其溶出采用常压溶出工序，将常压溶出工序在常压机械搅拌槽中进行，其溶出温度控制在100～108℃，含进出料时间在内的溶出时间控制在4～7小时，其高铝炉渣在冷却时会自粉化；将在常压溶出工序溶出的料浆送至常规的赤泥分离沉降工序中进行赤泥分离沉降处理，将通过赤泥分离沉降处理的溢流粗液送去脱硅、过滤，制取合格的铝酸钠精液，为保证脱硅的硅量指数达到400以上，在脱硅时可按常规添加部分晶种和石灰乳，然后将通过脱硅工序处理后所得的铝酸钠精液送入到常规的碳酸化分解工序进行碳分处理后得到氢氧化铝，将碳分后得到的氢氧化铝送常规的焙烧工序处理后即可得到合格的氧化铝产品。在进行生产时，由赤泥分离沉降工序处理得到的底流，经洗涤过滤工序处理得到的赤泥送至赤泥堆场或用于生产建筑材料，其赤泥洗液则送至循环母液储槽内，而由碳酸化分解工序碳分后得到的母液，经蒸发工序去除多余的水分后也送至循环母液储槽内，并在该槽内加入适量的工业碱粉进行调配，其工业碱粉的加入量按每生产1吨Al2O3加入60～100kg工业碱粉量进行控制，将调配后的液体作为循环母液送到常压溶出工序使用，然后再用于高铝炉渣的溶出，组成闭路循环系统。赤泥分离沉降工序溶出的料浆，最好经沉降槽分离及多次反向洗涤，其最佳洗涤次数控制在5～6次；在采用碳酸化分解的方式将溶液中的氧化铝分解出来时，其碳分所需要的CO2气体可利用现有技术中的高炉产生的烟气供应。
权利要求
1.一种用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，其特征在于它将由高铁铝土矿炼铁后得到的高铝炉渣送入到常压溶出工序进行常压溶出，在常压溶出工序溶出的料浆送至赤泥分离沉降工序，通过赤泥分离沉降工序溢出的粗液经脱硅工序脱硅后，进入碳酸化分解工序进行碳分处理，经碳酸化分解工序碳分后得到的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧处理得到合格的氧化铝产品。
2.根据权利要求1所述的用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，其特征在于由赤泥分离沉降工序处理得到的底流，经洗涤过滤工序处理得到的赤泥送至赤泥堆场或用于生产建筑材料，而赤泥洗液则送至循环母液储槽；由碳酸化分解工序碳分后得到的母液，经蒸发工序去除多余的水分后也送至循环母液储槽，在该槽内加入工业碱粉进行调配，其工业碱粉的加入量按每生产1吨Al2O3加入60～100kg工业碱粉量进行控制，调配后的液体送到常压溶出工序使用。
3.根据权利要求1所述的用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，其特征在于常压溶出工序是在常压机械搅拌槽中进行，其溶出温度为100～108℃，含进出料时间在内的溶出时间为4～7小时，高铝炉渣在冷却时自粉化。
4.根据权利要求1所述的用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，其特征在于赤泥分离沉降工序溶出的料浆，需经沉降槽分离及多次反向洗涤，最佳洗涤次数为5～6次。
5.根据权利要求1所述的用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法，其特征在于采用碳酸化分解的方式将溶液中的氧化铝分解出来，碳分需要的CO2气体由高炉产生的烟气供应。
全文摘要
本发明公开了一种用高铝炉渣生产氧化铝的工艺过程方法。它是这样实现的由高铁铝土矿炼铁后得到的高铝炉渣，进入常压溶出工序，在常压溶出工序溶出的料浆送至赤泥分离沉降工序，溢出的粗液经脱硅工序后，进入碳分即碳酸化分解工序，碳分后得到氢氧化铝，送焙烧工序处理得到合格的氧化铝产品。而溶出工序所需的循环母液，由碳分蒸发母液，赤泥洗液和工业碱粉组成，可以充分利用资源，碳分需要的CO
文档编号C01F7/02GK1868881SQ200510200300
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月25日 优先权日2005年5月25日
发明者陈德 申请人:贵阳铝镁设计研究院