[发明专利]由铝土矿矿石生产氧化铝的方法和系统

说明书

本发明提供以连续稳态的方式由铝土矿矿石生产氧化铝的方法，其包括(a)通过混合铝土矿矿石与Al耗尽的液体成分的至少一部分来制备铝土矿浆料(S100)，(b)将铝土矿浆料分离成至少第一铝土矿浆料部分和第二铝土矿浆料部分(S200)；(c)混合第一铝土矿浆料部分与碱性物质以获得第一铝土矿碱性混合物(S300)；(d)将铝土矿碱性混合物保持在第一温度范围内持续第一时间段从而获得包含第一固体成分和第一液体成分的第一反应产物(S400)；(e)分离第一固体成分与第一液体成分(S500)，(f)混合第一液体成分与第二铝土矿浆料部分从而获得第二铝土矿碱性混合物(S600)，(g)将第二铝土矿碱性混合物保持在第二温度范围内和大于环境压力下持续第二时间段，从而获得包含第二固体成分和第二液体成分的第二反应产物(S700)；(h)在降低至少第二液体成分的压力至环境压力前将第二固体成分与第二液体成分(S800)分离；(i)降低第二液体成分的压力和任选额外地降低第二固体成分的压力至环境压力(S900)；(j)在降低第二液体成分的压力之后从第二液体成分沉淀Al‑化合物，从而获得固体Al‑化合物和Al耗尽的液体成分(S1000)；(k)干燥固体Al‑化合物从而获得氧化铝(S1100)，其中第一温度范围低于第二温度范围，并且其中第一时间段短于第二时间段。

技术领域

本文件涉及由铝土矿矿石生产氧化铝(铝氧化物)的方法，其基于改进的拜耳法并能够更有效率地生产氧化铝。本文件还涉及进行该方法的系统。

技术背景

氧化铝是工业生产铝的原材料。可由铝土矿矿石(以下还被称作铝土矿)生产氧化铝。基于拜耳法进行由铝土矿工业生产氧化铝，所述拜耳法例如描述于1887年的德国专利DE 43977中。虽然与DE 43977中描述的方法相比改进了方法的一些步骤，但是目前以工业规模商业使用的方法包括用苛性钠溶解部分铝土矿，并通过在连续稳态过程中使用氢氧化铝或类似化合物作为晶种从溶解产物沉淀氢氧化铝。可将以该方式生产的一部分氢氧化铝再循环作为沉淀晶种。煅烧剩余的氢氧化铝从而生产氧化铝。使用苛性钠溶解铝土矿也被称为溶出。改进的拜耳法例如描述于美国专利US6299846B1中。根据所述改进方法，在平行的两个分开的过程中溶出铝土矿，其中两个过程中每个使用不同的温度和反应时间。认为在两个分开的过程中溶出铝土矿提高了方法的效率。然而，期望从铝土矿矿石生产氧化铝的更有效方法。

发明概述

本发明的目的是提供从铝土矿矿石生产氧化铝的更有效方法和进行该方法的相应系统。为了解决这个目的，本发明根据各方面提供以连续稳态的方式由铝土矿矿石生产氧化铝的方法，其包括(a)通过混合铝土矿矿石与Al耗尽的液体成分的至少一部分来制备铝土矿浆料，(b)将铝土矿浆料分离成至少第一铝土矿浆料部分和第二铝土矿浆料部分；(c)混合第一铝土矿浆料部分与碱性物质以获得第一铝土矿碱性混合物；(d)将第一铝土矿碱性混合物保持在第一温度范围内持续第一时间段从而获得包含第一固体成分和第一液体成分的第一反应产物；(e)将第一固体成分与第一液体成分分离，(f)混合第一液体成分与第二铝土矿浆料部分以获得第二铝土矿碱性混合物，(d)在大于环境压力的压力和温度下(例如大于环境沸点)将第二铝土矿碱性混合物保持在第二温度范围内持续第二时间段从而获得包含第二固体成分和第二液体成分的第二反应产物；(h)在降低至少第二液体成分至环境压力(例如大气压力)前将第二固体成分与第二液体成分分离；(i)在将第二固体成分与第二液体成分分离之后降低第二液体成分的压力和任选额外地降低第二固体成分的压力至环境压力；(j)在降低第二液体成分的压力之后和将第二固体成分与第二液体成分分离之后从第二液体成分沉淀Al-化合物，从而获得固体Al-化合物和Al耗尽的液体成分；(k)干燥固体Al-化合物从而获得氧化铝，其中第一温度范围低于第二温度范围，并且其中第一时间段短于第二时间段。其中第一温度范围低于第二温度范围可意为第一温度范围部分重叠和第一温度范围具有在第二温度范围之外的至少一个点或第一和第二温度范围不重叠。

根据本发明的实施方案，可在混合第二铝土矿浆料部分与第一液体成分从而获得第二铝土矿碱性混合物之前将第二铝土矿浆料部分脱硅。