[发明专利]一种系统提高中低品位铝土矿拜耳法过程效率的方法

说明书

本发明公开了一种系统提高中低品位铝土矿拜耳法过程效率的方法，涉及一种拜耳法生产氧化铝工艺的改进。其特征在于其主要工艺过程：1）用循环母液溶出铝土矿；2）用阳离子膜扩散渗析分离器处理拜耳种分蒸发母液得到低α_k铝酸钠溶液和高α_k铝酸钠液，所述低α_k铝酸钠溶液送拜耳法种分工序进行再次晶种分解；3）用步骤2）所述高α_k铝酸钠溶液、补充的液碱、石灰和拜耳赤泥滤饼混合制备碱赤泥浆，所述碱赤泥浆在高温下经过浸出处理后得到赤泥高温浸出残渣和赤泥高温浸出液。该方法适用于处理A/S 2.50～7.00的中低品位铝土矿生产氧化铝，具有生产过程效率高和矿耗低、碱耗低的优点，外排的高温浸出残渣的A/S0.50～0.90，N/S≤0.15，种分过程总体分解率≥68%。

技术领域

本发明属于氧化铝生产工艺技术领域，具体涉及一种系统提高中低品位铝土矿拜耳法过程效率的方法。

背景技术

2017年我国已查明铝土矿储量约为10亿吨，但其中绝大部分是A/S不超过5.0的低品位铝土矿。近年随着我国氧化铝工业的快速发展，铝土矿供应日益紧张，一些企业的供矿A/S已经降低到5.0以下。铝土矿品位的下降，将对氧化铝生产过程造成以下后果：因循环效率、产出率和能量效率降低而使产量下降、能耗升高；品位下降导致单位产量的矿耗和外排赤泥量增多，加上产量快速增加，给环境保护造成了很大压力；而且脱硅需要的碱量和石灰量的增加将导致各种物耗急剧增加。因此，各项技术经济指标将明显恶化，成本大幅升高、节能减排的压力明显增大。因此，除了开发利用海外优质铝土矿资源，开发研究中低品位铝土矿经济高效生产氧化铝新工艺技术也是我国氧化铝工业实现稳定、可持续发展的关键所在。

围绕如何开发利用我国的中低品位铝土矿资源，已经研究开发了多项工艺技术。当前已经产业化应用的技术主要有串联法和选矿拜耳法。串联法工艺处理低品位铝土矿生产氧化铝具有对各种铝土矿加工处理适应性好、氧化铝回收率高、碱耗低等优点，但其缺点也相对突出，主要表现在能耗高、流程复杂及生产组织协调难度大等。选矿拜耳法是一种经济利用低品位铝土矿的方法，该方法已经实现了产业化应用，取得了较好的经济效益，但随着铝土矿A/S降低到4.0以下，选矿过程的氧化铝回收率明显降低，从而导致选矿拜耳法的矿耗升高，经济性会随之发生变化。

专利CN100532262C提出了一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法，其工艺过程如下：铝硅比A/S为3～9的铝土矿，用脱铝渣代替石灰作溶出添加剂，在现有的拜耳法工业溶出条件下溶出，溶出液α_k为1.35～1.60，赤泥铝硅比A/S为1.0～1.6，钠硅比N/S为0.35～0.65；拜耳赤泥湿法处理所用碱液的苛性碱浓度N_k为30～260g/L，总石灰添加量控制在钙硅比C/S为0.5～2.5，温度为200～300℃，时间5～150min，处理赤泥得到的溶出液α_k≥6.00，拜耳赤泥湿法处理的主要目的是回收赤泥中的氧化钠；拜耳赤泥湿法处理的溶出液一小部分反向洗涤赤泥后送拜耳法系统补碱，大部分溶出液添加石灰脱铝后得到拜耳法赤泥湿法处理用碱液，循环处理拜耳溶出赤泥。该专利技术提出了全湿法过程处理中低品位铝土矿生产氧化铝的技术路线，然而该技术没有从根本上解决低品位铝土矿拜耳法生产氧化铝过程效率降低的难题；此外，为了得到拜耳赤泥湿法处理工序所用的高α_k碱液，需要增加专门的脱铝工序和脱铝渣过滤工序，导致工艺流程复杂：在赤泥溶出液中添加石灰沉淀脱除其中的氧化铝；过滤分离脱铝过程产生的脱铝渣得到脱铝渣和高α_k碱液，所述脱铝渣送拜耳溶出配料工序，所述高a_k碱液循环溶出处理拜耳赤泥。