專利名稱：一種處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋁生產(chǎn)過程中的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，具體涉及燒結(jié)過程 中生料配方和燒成制度的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
燒結(jié)法是目前世界上氧化鋁工業(yè)的主要生產(chǎn)方法之一。我國(guó)的燒結(jié)法最早是從前 蘇聯(lián)引進(jìn)的，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，逐漸完善形成了行業(yè)內(nèi)熟知的傳統(tǒng) 堿石灰燒結(jié)法。傳統(tǒng)堿石灰燒結(jié)法的核心內(nèi)容是生料中的氧化物通過燒結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)?鋁酸鈉(Na2O · Al2O3)、鐵酸鈉(Na2O · Fe2O3)、硅酸二鈣(2Ca0 · SiO2)和鈦酸鈣
(CaO · TiO2)。傳統(tǒng)堿石灰燒結(jié)法的生料配方為ΓΛ1 f!^摩爾比)； + [Fe2C>3]
rg.n 1 [Cna^] ΓΤ·η ^ 2·0(摩爾比)。傳統(tǒng)堿石灰燒結(jié)法適合于處理A/S較低(3 6)的礦 [SiCh] + 0.5 χ [T1O2]
石，隨著生料A/S的提高，燒結(jié)溫度升高，燒成溫度范圍變窄，燒結(jié)窯的操作越來越困難。為了解決傳統(tǒng)堿石灰燒結(jié)法不能處理高品位礦石的問題，中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司中州 鋁廠和中南大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了強(qiáng)化燒結(jié)法(又稱富礦燒結(jié)法)。強(qiáng)化燒結(jié)法的核心內(nèi)容是使 生料中的Al2O3在熟料燒結(jié)過程中轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉(Na2O · Al2O3)，主要雜質(zhì)SiO2和TiO2除了 分別形成硅酸二鈣(2Ca0 · SiO2)、鈦酸鈣(CaO · TiO2)外，還生成硅酸鈉(Na2O · SiO2)和鋁
硅酸鈉(Na2O · Al2O3 · 2Si02)。強(qiáng)化燒結(jié)法的生料配方為L(zhǎng)0(摩爾比)；
rQ.n ■ι ^^Γ?！稩^l5c摩爾比)。在溶出過程中，熟料中的硅酸鈉和鋁硅酸鈉大量溶解，
給后續(xù)的鋁酸鈉溶液脫硅帶來很大的壓力，外排赤泥中堿和氧化鋁的含量均較高，因此強(qiáng) 化燒結(jié)法適合于處理A/S大于8的礦石。內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)有限公司開發(fā)了石灰石燒結(jié)法處理粉煤灰制取氧化鋁 的工藝技術(shù)。石灰石燒結(jié)法的核心內(nèi)容是生料中的Al2O3和SiO2分別與配料石灰石高溫 分解生成的CaO反應(yīng)，生成鋁酸鈣(12Ca0*7Al203)和硅酸二鈣(2Ca0*Si02)。在熟料溶出 過程中，鋁酸鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成鋁酸鈉和碳酸鈣。石灰石燒結(jié)法屬于無堿體系，雖然熟料 具有自粉化的特點(diǎn)，但是存在燒結(jié)溫度高、石灰石消耗大、尾渣(硅酸二鈣和碳酸鈣的混合 物)量大且利用困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，其對(duì) 各種品位含鋁原料均具有普遍適用性，且燒結(jié)溫度低、燒成溫度范圍寬。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下將含鋁原料、石灰石和純堿按改良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方的比例混合均勻，球磨制得合格的生料；生料在高溫下燒結(jié)，制 得燒結(jié)熟料；燒結(jié)熟料經(jīng)溶出、脫硅、分解和焙燒，最終可制得氧化鋁產(chǎn)品。在上述方法中，所述的含鋁原料為A/S大于0. 5的各種鋁硅酸鹽原料，具體是指富 鉀巖石提鉀濾渣、鉀長(zhǎng)石脫硅濾餅、粉煤灰、脫硅粉煤灰、煤矸石、脫硅煤矸石和鋁土礦中的 一種或幾種。其中，所述的A/S為氧化鋁和氧化硅的質(zhì)量比。在上述方法中，所述的改良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方是指，合 格生料的化學(xué)成分中的Si02、TiO2, A1203、Fe2O3> CaO, Na2O和K2O滿足
__0]+剛= 1.0土0.1(摩爾比)；[CaQ] 一 = 1.0士0.1(摩爾比)。 [ALO3] + [Fe2O3] + [SiO2][SiO2] + [TiO2]在上述方法中，所述的生 料的燒結(jié)溫度為1000 1200°C。在上述方法中，所述的配料石灰石可用生石灰或電石渣等鈣質(zhì)原料代替。在上述方法中，所述的純堿可用碳酸鈉水合物或碳分母液代替。其中，所述的碳酸 鈉水合物是指一水碳酸鈉、七水碳酸鈉和十水碳酸鈉中的一種或幾種；所述的碳分母液是 指燒結(jié)熟料溶出后得到的鋁酸鈉溶液，經(jīng)碳酸化分解制取氫氧化鋁之后剩余的溶液。用熟料中Al2O3的標(biāo)準(zhǔn)溶出率來表征燒結(jié)熟料的質(zhì)量。燒結(jié)熟料中Al2O3的標(biāo)準(zhǔn)溶 出率測(cè)定方法量取IOOmL調(diào)整液和20mL去離子水加入燒杯中配制成模擬溶出液，置于水 浴鍋中加熱至85°C;稱取全部通過120目標(biāo)準(zhǔn)篩的燒結(jié)熟料粉料8. Og加入至盛有模擬溶出 液的燒杯中，攪拌溶出15min ；將溶出后的漿液過濾，并將漏斗中的殘?jiān)梅兴芟?次，每 次用水量為25mL;殘?jiān)娓珊鬁y(cè)定其化學(xué)組成。其中，調(diào)整液的成分為Na2Oli 15g/L, Na2Oc 5g/L。利用燒結(jié)熟料和殘?jiān)幕瘜W(xué)成分分析結(jié)果，計(jì)算熟料中Al2O3的標(biāo)準(zhǔn)溶出率η Al2O3 (% ) = [1-(Α 渣/A熟)X(C熟/C 渣)]Χ100式中IiAl2O3-Al2O3的溶出率，％ ；A熟、C熟一熟料中Al2O3、CaO的含量，0A ；A 渣、C· 一殘?jiān)?A1203、CaO 的含量，％。與現(xiàn)有的傳統(tǒng)堿石灰燒結(jié)法、強(qiáng)化燒結(jié)法和石灰石燒結(jié)法等技術(shù)相比較，本發(fā)明 采用的改良?jí)A石灰燒結(jié)法的特點(diǎn)在于(1)改良?jí)A石灰燒結(jié)法可以較經(jīng)濟(jì)地處理A/S大于0. 5的各種含鋁原料，原料來源 廣泛，生產(chǎn)成本降低。(2)燒結(jié)配料石灰石消耗量較其他方法減少了 1/2 2/3，資源利用效率提高，工 藝過程中產(chǎn)出的尾渣量相應(yīng)減少。(3)改良?jí)A石灰燒結(jié)法生料燒結(jié)溫度較其他方法降低了 200 300°C，燒結(jié)能耗降 低約1/3 ；燒成溫度范圍寬，燒結(jié)窯操作方便。本發(fā)明的改良?jí)A石灰燒結(jié)法對(duì)各種品位含鋁原料適應(yīng)能力強(qiáng)，配料石灰石添加量 少、資源利用效率高，燒結(jié)溫度較低、燒成能耗低，燒成溫度范圍寬、工業(yè)化實(shí)施容易。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，主要包括合格生料磨制和 生料高溫?zé)Y(jié)兩部分。燒結(jié)熟料的質(zhì)量用熟料中Al2O3的標(biāo)準(zhǔn)溶出率來表征。下面結(jié)合實(shí) 施例對(duì)本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說明。在下述的具體實(shí)施方式
中的“％”均表示重量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例1含鋁原料1 富鉀巖石提鉀濾渣，化學(xué)成分如下(％ )
權(quán)利要求
1.一種處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，將含鋁原料、石灰石和純堿按改 良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方的比例球磨混合均勻，制得合格的生料；生料在高溫下燒 結(jié)，制得燒結(jié)熟料；燒結(jié)熟料經(jīng)溶出、脫硅、分解和焙燒，最終制得氧化鋁產(chǎn)品，所述的 含鋁原料為A/S大于0. 5的各種鋁硅酸鹽原料，所述的A/S為氧化鋁和氧化硅的質(zhì)量比，改良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，其特征在于，所述 的含鋁原料為富鉀巖石提鉀濾渣、鉀長(zhǎng)石脫硅濾餅、粉煤灰、脫硅粉煤灰、煤矸石、脫硅煤矸 石和鋁土礦中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，其特征在于，所述 的生料在高溫下燒結(jié)的燒結(jié)溫度為1000 1200°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，其特征在于，所述 的石灰石可用生石灰或電石渣等鈣質(zhì)原料代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，其特征在于，所述 的純堿可用碳酸鈉水合物或鋁酸鈉溶液碳酸化分解制取氫氧化鋁過程中剩余的碳分母液 代替。
全文摘要
一種處理含鋁原料的改良?jí)A石灰燒結(jié)的方法，涉及燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)領(lǐng)域。將含鋁原料、石灰石和純堿按改良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方的比例球磨混合均勻，制得合格的生料，生料在高溫下燒結(jié)，制得燒結(jié)熟料，燒結(jié)熟料經(jīng)溶出、脫硅、分解和焙燒，最終可制得氧化鋁產(chǎn)品。改良?jí)A石灰燒結(jié)法的生料配方為與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的改良?jí)A石灰燒結(jié)法對(duì)各種品位含鋁原料適應(yīng)能力強(qiáng)，配料石灰石添加量少、資源利用效率高，燒結(jié)溫度較低、燒成能耗低，燒成溫度范圍寬、工業(yè)化實(shí)施容易。
文檔編號(hào)C01F7/02GK102107895SQ20101061740
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉浩, 楊雪, 鄒丹, 馬鴻文 申請(qǐng)人:昊青薪材(北京)技術(shù)有限公司