專利名稱：拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，涉及一種利用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝生產(chǎn)氧化鋁的同時(shí)高純鋁酸鈣水泥的方法。
背景技術(shù)：
在氧化鋁生產(chǎn)中，拜爾法是主要的工藝方法。氧化鋁主要用于電解生產(chǎn)金屬鋁，在其應(yīng)用中還用于生產(chǎn)高純酸鈣水泥。現(xiàn)在的工業(yè)高純鋁酸鈣水泥是以工業(yè)氧化鋁為原料，配以優(yōu)質(zhì)石灰或輕質(zhì)碳酸鈣，采用高溫倒焰窯、回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)或電弧爐熔融而得。高純鋁酸鈣水泥(CAC)是已廣泛應(yīng)用的耐火澆注料的粘結(jié)劑。它具有雜質(zhì)含量少、耐火度高、高溫強(qiáng)度高等特性，與適當(dāng)?shù)墓橇辖M成的低水泥、超低水泥澆注料性能優(yōu)良，可提高高溫爐窯襯里的使用壽命，節(jié)約耐火材料，提高爐窯運(yùn)轉(zhuǎn)率，提高設(shè)備產(chǎn)能，具有優(yōu)良的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，有良好的應(yīng)用前景。
由于目前的工業(yè)高純鋁酸鈣水泥都是以工業(yè)氧化鋁為原料，配以優(yōu)質(zhì)石灰或輕質(zhì)碳酸鈣，采用高溫倒焰窯、回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)或電弧爐熔融而得，其生產(chǎn)成本高。影響了工業(yè)高純鋁酸鈣的生產(chǎn)和應(yīng)用。由于氧化鋁生產(chǎn)大宗有色金屬鋁的原料，用氧化鋁生產(chǎn)鋁酸鈣水泥，更加重了氧化鋁供應(yīng)的緊張局面。而在拜爾循環(huán)中，從礦石中溶出的氧化鋁在分解析出氫氧化鋁時(shí)的種分分解率一般在50％左右，另外50％左右的氧化鋁隨母液蒸發(fā)濃縮后返回到下一循環(huán)的溶出配料，作無為的循環(huán)，浪費(fèi)人力物力，加上跑冒滴漏，是造成氧化鋁生產(chǎn)成本高的一個(gè)因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決氧化鋁和鋁酸鈣水泥生產(chǎn)過程中存在的上述問題，提供一種有效提高拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的潛力，有效減少拜爾法生產(chǎn)中氧化鋁的無效循環(huán)，降低鋁酸鈣水泥的生產(chǎn)成本的拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發(fā)過程，其特征在于a.在拜爾法種分母液中加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的60％-15％的石灰，將拜爾法種分母液中的Al2O3沉淀下來，經(jīng)分離洗滌，得到沉鋁渣水合鋁酸鈣；b.將水合鋁酸鈣進(jìn)行水泥生料配料，在1400℃-1800℃燒制鋁酸鈣水泥。
拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于種分母液的Nk為70g/l-170g/l，αk為2.5-10.0的鋁酸鈉溶液，沉淀反應(yīng)溫度為50℃～100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)～4小時(shí)；拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于燒制鋁酸鈣水泥的配料的成份重量百分比成分為水合鋁酸鈣為25％-65％，余量為Al2O3和不可避免的雜質(zhì)。
拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于燒制鋁酸鈣水泥的配料的成份重量百分比成分為水合鋁酸鈣為20％-55％，余量為Al(OH)3和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的方法溶液中的Al2O3能沉淀90％以上。拜爾法種分母液和石灰反應(yīng)生成的水合鋁酸鈣，主要成分是CaO和Al2O3，含結(jié)晶水約26％，主要物相為3CaO·Al2O3·6H2O，真密度2.35g/cm3，比表面積5.69m2/g，平均粒徑10μm左右。
將沉鋁渣水合鋁酸鈣配入氧化鋁或氫氧化鋁，可以燒制Al2O3含量為70-80％的鋁酸鈣水泥，其主要物相為3CaO·Al2O3·6H2O，粒度細(xì)，比表面積大，受熱脫水后變成12CaO·7Al2O3和CaO。將水合鋁酸鈣配以一定的氧化鋁或氫氧化鋁，可以燒制Al2O3含量為70％-80％的鋁酸鈣水泥(主相為CA和CA2，雜質(zhì)Fe2O3和Na2O含量低)，減少了氧化鋁或氫氧化鋁的用量，降低原料成本約30％。反應(yīng)后的種分母液(αk40-100)返回拜爾溶出，可提高循環(huán)效率95％以上。種分母液加石灰后還可以得到較高的碳酸堿苛化率25％-60％；取得較好的溶液凈化效果，SiO2含量降低80％以上，Na2SO4含量降低20％以上。
本發(fā)明是利用現(xiàn)有的拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝，低成本生產(chǎn)高純鋁酸鈣水泥的同時(shí)，又提高了拜爾法的循環(huán)效率、提高溶液凈化效果。
用水合鋁酸鈣配氧化鋁或氫氧化鋁可以燒成含Al2O370-90％的鋁酸鈣水泥，其主要物相為CA、CA2，和α-Al2O3，雜質(zhì)Na2O含量＜0.06％、Fe2O3含量＜0.20％，主要化學(xué)成份和物相組成都與工業(yè)純鋁酸鈣水泥相符，雜質(zhì)含量也不超標(biāo)。
采用在拜爾法種分母液中加石灰制得水合鋁酸鈣，可以提高拜爾法循環(huán)效率95％以上，凈化溶液成分，用水合鋁酸鈣燒制高純鋁酸鈣水泥，可以減少氧化鋁的用量，降低原料成本約30％。
具體實(shí)施例方式
拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發(fā)過程，其特征在于在種分母液中加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的60％-150％的石灰，將拜爾法種分母液中的Al2O3沉淀下來，經(jīng)分離洗滌，得到沉鋁渣水合鋁酸鈣，將水合鋁酸鈣進(jìn)行水泥生料配料，在1400℃-1800℃燒制鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例1將Nk為70g/l，αk2.5的種分母液，在50℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的60％的石灰，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占65％的水合鋁酸鈣與Al2O3充分混合均勻，在1400℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例2將Nk為70g/l，αk2.5的種分母液，在70℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的80％的石灰，反應(yīng)時(shí)間為1.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占45％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3充分混合均勻，在1500℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例3將Nk為90g/l，αk4.0的種分母液，在50℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的100％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為2.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占45％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3；充分混合均勻，在1480℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例4將Nk為90g/l，αk4.0的種分母液，在70℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的120％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占35％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3；充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例5將Nk為120g/l，αk10.0的種分母液，在90℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的150％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為1.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占40％的水合鋁酸鈣Al2O3充分混合均勻，在1700℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例6將Nk為150g/l，αk4.0的種分母液，在100℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的80％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占70％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例7將Nk為170g/l，αk7.0的種分母液，在70℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的150％的石灰，反應(yīng)時(shí)間為2.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占30％的水合鋁酸鈣Al2O3充分混合均勻，在1500℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例8將Nk為150g/l，αk2.5的種分母液，在90℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的100％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占25％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例9將Nk為120g/l，αk5.0的種分母液，在70℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的120％的石灰，反應(yīng)時(shí)間為4.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占30％的水合鋁酸鈣Al2O3充分混合均勻，在1800℃下燒制得到鋁酸鈣實(shí)施例10將Nk為150g/l，αk2.5的種分母液，在70℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的80％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占20％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
實(shí)施例11將Nk為120g/l，αk7.0的種分母液，在90℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的150％的石灰，反應(yīng)時(shí)間為3.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占45％的水合鋁酸鈣Al2O3充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣實(shí)施例12將Nk為160g/l，αk3.5的種分母液，在100℃的反應(yīng)溫度下，加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的120％的石灰乳，反應(yīng)時(shí)間為1.0小時(shí)，液固分離后烘干、磨細(xì)；將重量占50％的水合鋁酸鈣與Al(OH)3充分混合均勻，在1600℃下燒制得到鋁酸鈣水泥。
權(quán)利要求
1.拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發(fā)過程，其特征在于a在拜爾法種分母液中加入有效氧化鈣量為化學(xué)計(jì)量的60％-15％的石灰，將拜爾法種分母液中的Al2O3沉淀下來，經(jīng)分離洗滌，得到沉鋁渣水合鋁酸鈣；b.將水合鋁酸鈣進(jìn)行水泥生料配料，在1400℃-1800℃燒制鋁酸鈣水泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于種分母液的Nk為70g/l-170g/l，αk2.5-10.0的鋁酸鈉溶液，沉淀反應(yīng)溫度為50℃～100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)～4小時(shí)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于燒制鋁酸鈣水泥的配料的成份重量百分比成分為水合鋁酸鈣為25％-65％，余量為Al2O3和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，其特征在于燒制鋁酸鈣水泥的配料的成份重量百分比成分為水合鋁酸鈣為20％-55％，余量為Al(OH)3和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
拜爾法聯(lián)合生產(chǎn)氧化鋁和鋁酸鈣水泥的方法，涉及一種利用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝生產(chǎn)氧化鋁的同時(shí)高純鋁酸鈣水泥的方法。其特征在于用石灰將拜爾法種分母液中的Al
文檔編號(hào)C04B7/00GK1405092SQ0214893
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者朱金勇, 楊巧芳 申請(qǐng)人:中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司