[发明专利]采用低铝硅比含铝资源干法或半干法生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铝生产技术领域，特别涉及一种采用低铝硅比含铝资源干法或半干法生产氧化铝的方法。

背景技术

近年我国铝土矿资源迅速贫化，储量较大的低品位（A/S 在2~6左右）铝土矿，目前还没有一种很好的工艺方法处理；同时，我国还拥有大量的非铝土矿含铝资源，如粉煤灰，高岭土，霞石，煤矸石等，其铝硅比较低，也是重要的生产氧化铝的潜在资源。

采用传统的拜耳法、石灰拜耳法和选矿拜耳法处理低品位含铝资源时，氧化铝回收率太低，碱耗较高，不仅影响成本，资源利用率也不符合国家要求；传统的碱石灰烧结法、混联法和串联法中，熟料烧结均是湿法喷浆入窑烧结，由于入窑的生料浆中含有38~40%的水分，它的汽化和升温消耗的热量占熟料烧结热耗约40%，且窑尾尾气的热量难于回收，因而烧成能耗很高；此外，用于烧结法生料配料的碳分母液所需蒸发的强度也很大，因而生产总能耗太高。

长期以来，氧化铝科技界试图实现烧结法干法（半干法）喂料技术，但都未获成功。如采用传统的碱石灰烧结法的干法（半干法）入窑试验，碱的挥发和结疤严重；采用石灰烧结法虽然不存在碱挥发的技术难题，但是由于熟料配钙比高，熟料折合比大，熟料中氧化铝溶出率低，仅60~70%，溶出液氧化铝浓度和循环效率均较低，总体节能效果差。本发明克服了上述弊端，能够实现干法（半干法）烧结处理低铝硅比含铝资源。

发明内容

针对上述问题，本发明本发明提供一种采用低铝硅比含铝资源干法或半干法生产氧化铝的方法，采用低铝硅比含铝资源与石灰石干法或半干法混料，然后干法或半干法烧结制成熟料，再进行溶出、脱硅、碳酸化分解和焙烧制得氧化铝。

采用低铝硅比含铝资源干法或半干法生产氧化铝的方法，按照以下步骤进行：

（1）将低铝硅比含铝资源、石灰石与添加剂混合，混合比例按石灰石中的氧化钙与低铝硅比含铝资源中的二氧化硅的摩尔比为CaO/SiO₂=2，石灰石中的氧化钙与低铝硅比含铝资源中的二氧化钛的摩尔比为CaO/TiO₂=1，石灰石中的氧化钙与低铝硅比含铝资源中的氧化铝的摩尔比为CaO/Al₂O₃=1.0~1.6，添加剂中的氧化钠与低铝硅比含铝资源中的氧化铝的摩尔比为Na₂O/Al₂O₃=0~0.4，同时保证(CaO+ Na₂O) /Al₂O₃=1.20~1.60，然后置于球磨机中，在转速15~20rpm条件下球磨至粒度-200目；

（2）将球磨后的物料置于回转窑中，在1200~1450℃烧结0.5~4h制成烧结熟料；

（3）将碳酸钠溶液与烧结熟料置于溶出湿磨中进行溶出，溶出温度为70~90℃，溶出时间为30~180min，溶出时碳酸钠溶液与烧结熟料的液固比为3~5 L/kg，碳酸钠溶液的浓度按Na₂O计为90~120g/L，溶出后过滤去除赤泥，获得溶出液；

（4）在溶出液中加入晶种先进行常压脱硅，再进行中压脱硅获得脱硅液：常压脱硅时的脱硅温度为90~100℃，时间为4~8h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的加入量为40~60g/L溶出液；中压脱硅时的脱硅温度为140~170℃，时间为0.5~2h，采用的晶种为钠硅渣，钠硅渣的加入量为10~30g/L溶出液，

（5）上述方法获得的脱硅液经过一次过滤去除硅渣，再经叶滤、碳分、洗涤、二次过滤去除水分，最后焙烧制成氧化铝。

所述的低铝硅比含铝资源的铝硅比（A/S）为1~6，其中Al₂O₃ 40~60%，SiO₂ 10~40%，其它为杂质。

所述的添加剂为氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氟化钠或者硝酸钠。

所述的氧化铝的溶出率≥90%。

所述的赤泥中主要成分为原硅酸钙和碳酸钙，作为生产水泥的原料。

所述赤泥中钠的重量含量按Na₂O计≤0.5%。