專利名稱：含氧化鈉、氧化鈦的鋁酸鈣爐渣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于 提取氧化鋁的鋁酸鈣爐渣，具體是一種氧化鋁浸出率高的含氧化鈉、氧化鈦的招酸I丐爐洛。
背景技術(shù)：
石灰燒結(jié)法是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的方法之一，通過石灰燒結(jié)含鋁物料得到鋁酸鈣爐渣，鋁酸鈣爐渣是提取氧化鋁的原料。鋁酸鈣爐渣主要物相為12Ca0 . 7Al203、2Ca0 · SiO2,鋁酸鈣爐渣中12Ca0 . 7A1203經(jīng)碳酸鈉溶液浸出提取氧化鋁。因此，傳統(tǒng)的石灰燒結(jié)法物料配料過程中配加CaO的量除了滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求外，還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0 · 7A1203的需鈣量，即配加的總的CaO量除去與SiO2結(jié)合消耗的CaO后，剩余的CaO與Al2O3的物質(zhì)摩爾量比為I. 71較為合適。廣西平果鋁廠赤泥中的主要氧化物是氧化鐵和氧化鋁，兩者占的比例較大，達50%左右。采用COREX工藝熔融還原熔煉處理赤泥，還原熔煉過程中氧化鐵被還原形成鐵水，赤泥中不被還原的氧化鋁等氧化物形成爐渣，爐渣形成過程中通過配加CaO等熔劑調(diào)整爐渣成分配比，最終得到鋁酸鈣熔渣，該鋁酸鈣爐渣經(jīng)碳酸鈉溶液浸出回收氧化鋁，進而實現(xiàn)赤泥的綜合利用。該鋁酸鈣爐渣主要成分為CaO、SiO2和Al2O3,與傳統(tǒng)鋁酸鈣爐渣不同的是，該爐渣還含有一定量的Ti02、Na20。當采用傳統(tǒng)的CaO與Al2O3配比即爐渣中總的CaO量減去與SiO2結(jié)合生成2Ca0 . SiO2消耗的CaO后，剩余的CaO與Al2O3的物質(zhì)摩爾量比為I. 71進行調(diào)整爐渣成分，還原熔煉得到鋁酸鈣爐渣。由于渣中Ti02、Na20的影響，該鋁酸鈣爐渣經(jīng)碳酸鈉溶液浸出回收氧化鋁時，爐渣氧化鋁浸出率最高僅為78%左右，無法滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)要求。因此，如何通過調(diào)整爐渣成分配比得到適宜提取氧化鋁的鋁酸鈣爐渣，從而達到綜合利用赤泥的目的，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決作為提取氧化鋁原料的鋁酸鈣爐渣由于含有一定量的氧化鈉、氧化鈦而導致爐洛氧化鋁浸出率低的問題，進而提供一種氧化鋁浸出率高的含氧化鈉、氧化鈦的招酸I丐爐洛。本發(fā)明技術(shù)方案一種含氧化鈉、氧化鈦的鋁酸鈣爐渣，包括下述物料成分按質(zhì)量百分比進行配比，其中 Na2Ol. 5% 4%、Ti023 . 5% 6%、Ca054 57%、Si0217 21%、Al20316 20%，總計100% ;所配物料中Al2O3與SiO2的質(zhì)量比為O. 8^1. O ;配加的CaO總量滿足以下三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0
7A1203需要的CaO量，同時根據(jù)渣料中Na2OJiO2的含量，還要滿足與TiO2物質(zhì)摩爾量比為O. 5 I. 25的CaO量；配好的物料在1550°C溫度下熔煉，時間I個小時，然后按4 5°C /min的冷卻速度冷卻至1200°C，再自然冷卻至室溫，即得鋁酸鈣爐渣。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，氧化鋁浸出率是一個非常重要的技術(shù)指標，氧化鋁浸出率提高十分困難，每提高1%對企業(yè)來說都將帶來可觀收益。本發(fā)明歷經(jīng)2年時間，分析熔煉還原過程中爐渣形成的各種影響因素，逐步摸索爐渣物料配比進行了上百次實驗，最終確定了本發(fā)明的完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求的爐渣物料配比范圍，從而達到綜合利用赤泥的目的。本發(fā)明的優(yōu)點是在傳統(tǒng)的配料基礎(chǔ)上，通過對物料中TiO2配加CaO，有效解決了由于含有一定量的氧化鈉、氧化鈦而導致鋁酸鈣爐洛氧化鋁浸出率低的問題。使爐洛氧化鋁浸出率由原來最高的78%提高到83%以上，完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求，氧化鋁浸出率提高了 5%以上，大大增加了氧化鋁產(chǎn)量，經(jīng)濟效益顯著提高。
具體實施例方式實施例I :爐渣成分按質(zhì)量百分比進行配比，其中，Na2Ol. 96%、Ti023 . 93%、Ca056. 60%、Si0220. 64%、A120316. 87%,總計 100%。所配物料中 Al2O3 與 SiO2 的質(zhì)量比為 O. 8 ；配加的CaO總量滿足三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要 滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同時還要滿足對TiO2的配鈣量，針對TiO2所配的CaO質(zhì)量百分比為2. 24%，將這部分CaO與TiO2的質(zhì)量比折合為物質(zhì)摩爾量比為 O. 8。上述物料在工藝條件為1550°C溫度下熔煉，時間I個小時，然后按4 5°C /min的冷卻速度冷卻至1200°C，再自然冷卻至室溫，即得鋁酸鈣爐渣。氧化鋁浸出條件為碳酸鈉溶液中Na2Oe (碳堿)的質(zhì)量濃度為110g/L、碳酸鈉溶液與爐渣的體積與質(zhì)量比為4. 5、浸出溫度75°C、浸出時間100分鐘，Al2O3浸出率為83. 5%，完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求。實施例2 :爐渣成分按質(zhì)量百分比進行配比，其中，Na2Ol. 87%、Ti025 . 61%、Ca056. 76%、Si0219 . 67%、Α120316· 08%,總計 100%。所配物料中 Al2O3 與 SiO2 的質(zhì)量比為 O. 8 ；配加的CaO總量滿足三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同時還要滿足對TiO2的配鈣量，針對TiO2所配的CaO質(zhì)量百分比為5. 25%，將這部分CaO與TiO2的質(zhì)量比折合為物質(zhì)摩爾量比為 I. 25。上述物料按實施例I相同的工藝條件進行熔煉、冷卻，得鋁酸鈣爐渣。氧化鋁浸出條件與實施例I相同，Al2O3浸出率為84. 1%。完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求。實施例3 :爐渣成分按質(zhì)量百分比進行配比，Na203. 82%、Ti023 . 82%、Ca054. 50%、Si0218. 94%、A120318. 94%，總計100%。所配物料中Al2O3與SiO2的物質(zhì)質(zhì)量比為I. O ;配加的CaO總量滿足三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0 . 7A1203需要的CaO量，同時還要滿足對TiO2的配鈣量，針對TiO2所配的CaO質(zhì)量百分比為I. 4%,將這部分CaO與TiO2的質(zhì)量比折合為物質(zhì)摩爾量比為O. 5。上述物料按實施例I相同的工藝條件進行熔煉、冷卻，得鋁酸鈣爐渣。氧化鋁浸出條件與實施例I相同，Al2O3浸出率為84. 8%。完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求。實施例4 :爐渣成分按質(zhì)量百分比進行配比，Na203. 61%、Ti025 . 42%、Ca055. 10%、Si0217 . 93%、Α120317· 93%，總計100%。所配物料中Al2O3與SiO2的物質(zhì)質(zhì)量比為I. O ;配加的CaO總量滿足三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成 12Ca0 . 7A1203需要的CaO量，同時還要滿足對TiO2的配鈣量，針對TiO2所配的CaO質(zhì)量百分比為5. 25%，將這部分CaO與TiO2的質(zhì)量比折合為物質(zhì)摩爾量比為I. 25。上述物料按實施例I相同的工藝條件進行熔煉、冷卻，得鋁酸鈣爐渣。氧化鋁浸出條件與實施例I相同，Al2O3浸出率為84. 3%。完全滿足氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝要求。
權(quán)利要求
1.一種含氧化鈉、氧化鈦的鋁酸鈣爐渣，其特征是包括下述物料成分按質(zhì)量百分比進行配比，其中 Na2Ol. 5% 4%、Ti023 . 5% 6%、Ca054 57%、Si0217 21%、A120316 20%，總計 100% ；所配物料中Al2O3與SiO2的質(zhì)量比為O. 8^1. O ;配加的CaO總量滿足以下三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2Ca0 . SiO2的要求，其次還要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12Ca0 · 7A1203需要的CaO量，同時根據(jù)渣料中Na20、Ti02的含量，還要滿足與TiO2物質(zhì)摩爾量比為O. 5 I. 25 的 CaO 量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含氧化鈉、氧化鈦的鋁酸鈣爐渣，其特征是配好的物料在1550°C溫度下熔煉，時間I個小時，然后按4 5°C /min的冷卻速度冷卻至1200°C，再自然冷卻至室溫，即得鋁酸鈣爐渣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋁浸出率高的含氧化鈉、氧化鈦的鋁酸鈣爐渣，包括下述物料成分按質(zhì)量百分比進行配比，其中Na2O1.5%~4%、TiO23.5%~6%、CaO54~57%、SiO217~21%、Al2O316~20%，總計100%；所配物料中Al2O3與 SiO2質(zhì)量比為0.8~1.0；配加的CaO總量滿足以下三方面要求，首先滿足與SiO2反應(yīng)生成2CaO﹒SiO2要求，其次要滿足與Al2O3反應(yīng)生成12CaO﹒7Al2O3需要的CaO量，同時根據(jù)渣料中Na2O、TiO2含量，還要滿足與TiO2物質(zhì)摩爾量比為0.5～1.25的CaO量。其使爐渣氧化鋁浸出率由原來最高的78%提高到83%以上。
文檔編號C01F7/16GK102730729SQ20121022790
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者佟志芳, 廉麗秀, 李英杰 申請人:江西理工大學