[发明专利]低铝硅比铝土矿的干法烧成方法

说明书

技术领域

本发明属于用含铝矿石制备氧化铝的领域，具体涉及一种铝土矿干法烧成方法。

背景技术

铝工业是我国的基础产业，经济建设对铝土矿的需求量很大，而我国又大多数是中低品位的铝土矿。目前我国氧化铝产量的99％以上均为拜耳法生产工艺，随着铝土矿供矿品位下降的趋势日益加剧，拜耳法赤泥中遗弃的氧化铝和氧化钠也越来越高，造成了资源的极大浪费。另一方面，由于国产铝土矿的质量越来越差，价格越来越高，拜耳法成本也在不断升高，近年来有些企业不得不从国外大量进口铝土矿，资料表明，近年来我国铝土矿铝资源的对外依存度高达55％。

虽然多年来，我国一些科研单位和企业相应开发出了并联法和混联法等技术以利用铝土矿、提高氧化铝及氧化钠的回收率，但是这两种方法均需采用传统烧结法的湿法烧成，这造成生产系统复杂庞大、基建投资增加、能耗高、难于控制、产品质量较差等一系列问题，经济性不佳，因此也逐步处于减产或停产状态。

如何有效利用低品位铝土矿，解决我国铝土矿资源的不足，已成为当务之急。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低铝硅比的铝土矿的烧结工艺。该技术对原料铝土矿的A/S适应范围宽，大于2以上的矿石均适于使用，采用干法烧结、全种分和高浓度碱液蒸发技术，氧化铝回收率可以达到90％以上，氧化钠回收率可以达到95％以上。

实现本发明目的的技术方案为：

一种低铝硅比铝土矿的干法烧成方法，包括步骤：

(1)用石灰石粉、铝土矿粉、纯碱及蒸发回头的循环碱液进行配料，配料比例为铝土矿35～45％、石灰石26～35％、纯碱5～15％，水分控制在12～21％；

(2)将配好的料进入立式强力混料机进行充分混合；

(3)将混成料进入干燥器进行干燥，干燥完成的物料进入回转窑进行烧结，烧结温度控制在1150～1200℃，烧结熟料冷却后磨细为熟料粉；

(4)将熟料粉加调整液进行溶出，液固比为3～4:1，溶出时间为15～20分钟，温度为75℃；

(5)将步骤(4)熟料粉溶出得到的渣进行5～7次反向充分洗涤后，洗液作为步骤(4)的调整液，渣进行堆存；

(6)将步骤(4)熟料粉溶出得到的溶液与铝酸钠结晶混合溶解后脱硅，脱硅温度160～180℃，时间1～2小时；

(7)将步骤(6)得到的溶液加氢氧化铝晶种进行种分分解，分解得到Al(OH)₃，然后焙烧得到氧化铝；

(8)将步骤(7)得到的种分母液分两步进行蒸发和排盐，第一步采用普通蒸发器蒸发到碱液浓度为Na₂O 280～300g/L，然后再采用镍材蒸发器进行第二步蒸发排盐，得到碱液浓度为Na2O500～600g/L。

(9)将第二步蒸发后的种分母液进行加种子降温结晶，得到铝酸钠晶体，铝酸钠晶体再加入到步骤(6)中进行溶解循环；结晶条件为：首温80～110℃，末温40～50℃，时间6～8小时；

(10)将步骤(9)得到的母液与步骤(8)得到的盐和步骤(6)得到的硅渣进行混合，然后作为配料碱液返回到步骤(1)中，实现碱液循环。

本发明的方法尤其适合铝硅比5以下的铝土矿，可以在成本达到最低的条件下实现氧化铝的高回收率。更进一步地，所述铝土矿的铝硅比A/S为2～5。

其中,所述步骤(1)中，将铝土矿和石灰石先分别破碎至2～5mm以下，然后分别磨细至粒度为-0.074mm占85％以上，用于配料。

其中,所述步骤(3)中，干燥用烟气为烧结窑的烟气，温度为1000～1100℃。

其中,所述步骤(3)中，烧结后的熟料采用立磨进行干磨，磨细为粒径在0.074mm以下的颗粒占90％以上的熟料粉。

进一步地,所述步骤(6)中加入脱硅种子进行脱硅，种子量40～60g/L，所述种子为脱硅步骤产生的晶体。

其中,所述步骤(9)中将第二步蒸发后的种分母液进行加种子降温结晶，种子量10～40g/L。

本发明具有以下优点：

(1)本发明提出的方法，针对低铝硅比的铝土矿，在烧结原料中配以适量的石灰石和纯碱，使烧结后的熟料粉能够有效浸出；

(2)采用全种分工艺技术，控制干法烧成的条件，使烧结法工艺流程缩减了三分之一以上，综合计算种分分解率提高到90％以上，氧化铝的总回收率达到90％以上，降低了操作难度，减少设备及人员投入，降低了能耗。