[发明专利]一种用高铝粉煤灰生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废弃物利用领域，具体涉及一种使用高铝粉煤灰生产氧化铝的方法。

背景技术

由于特殊的成矿背景，在我国内蒙古中西部的部分煤炭资源中，赋存大量勃姆石和高岭石等含铝矿物。此煤炭资源主要分布于准格尔煤田、卓资山煤田及大青山煤田，其中氧化铝含量达到9～13％。发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量可达40～50％，是一种非传统的铝土矿资源。

每年仅内蒙古鄂尔多斯地区高铝煤炭产量就达到1.2亿吨，其中部分煤炭用于发电后产生近3000万吨高铝粉煤灰，其中内蒙古中西部地区约1400万吨，集中堆存在呼和浩特、鄂尔多斯，具有较高经济开发价值的含铝资源。

粉煤灰提取氧化铝的工艺路线目前主要有碱法、酸法、酸碱联合法和气体氯化法。碱法主要包括石灰石烧结法，碱石灰烧结法，预脱硅+碱石灰烧结法等；酸法主要包括：硫酸法、盐酸法、硝酸法、氢氟酸法等。

而目前我国国内的工艺路线主要有：石灰石烧结法，预脱硅碱石灰烧结法，酸法，硫酸铵烧结法。以上几种方案从工艺方面比较，均能实现粉煤灰中的氧化铝和二氧化硅分别提取利用，而石灰石烧结法存在产品单一、能耗较高、渣量大等缺点。预脱硅碱石灰烧结法按照“先硅后铝”的生产工艺，主要的化学消耗材料如碳酸钠和氢氧化钠基本实现了循环利用，但生产成本较高。酸法和硫酸铵法是按照“先铝后硅”的生产工艺，可实现硫酸铵和盐酸的循环利用，得到的产品为氧化铝、硅副产品等，生产中产生的废渣仅为预脱硅碱石灰烧结法的50％，渣量相对较少。但酸法设备投资很高，且生产维护费用也很高，而且生产过程还会造成较大的环境压力。硫酸铵法虽然克服了设备的相对腐蚀及对环境造成的压力，但在规模化生产情况下，设备的大型化还存在困难，生产工艺也需要进一步探索，工艺的可靠性还不是很确定。目前我国能够实现连续化工业生产的粉煤灰提取氧化铝的工艺只有碱石灰烧结法，但由于成本居高，亏损严重。

发明内容

针对本选矿领域磨矿存在的问题，本发明目的是提供一种湿法辊式碎磨机，涉及一种湿法碎磨设备及一种用于该湿法碎磨设备配套的分级工艺，主要用于矿石的湿法碎磨及分级，也可以用于其它需要湿法碎磨的固体物料。

实现本发明上述目的的具体技术方案为：

1、一种用高铝粉煤灰生产氧化铝的方法，包括步骤：

(1)石灰石加入粉煤灰、纯碱和碱液进行配料，所述碱液为循环铝酸钠溶液，配料比例为粉煤灰38～43重量份、石灰石32～37重量份、纯碱20～25重量份，焦粉8～12重量份，配料后的水分为23～30％，

(2)将配好的料连同体积量为85～90％的碱液一起加入混料机进行充分混合，用再滚筒制粒机制粒，制粒粒径为1～8mm；

(3)将成品粒在烧结机上进行烧结，烧结温度1400～1500℃，烧结负压大于8KPa。然后熟料采用立磨进行干磨，磨细到-0.074mm占90％以上的熟料粉末(0.074mm以下的颗粒占90％以上)。

(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70～75℃。

(5)将步骤(4)熟料粉溶出得到的渣用热水进行充分洗涤后，洗涤水用作调整液，洗后的渣加入稀碱液进行脱碱，控制脱碱的溶液中Na₂O为90g/L，脱碱温度160～200℃，时间1小时，脱碱完的渣进行充分洗涤后得到副产品硅酸钙，可以用于建材和土壤调理。

(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进行脱硅，脱硅条件为：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，第一步蒸发到碱液浓度为Na₂O 280～300g/L，然后再进行第二步蒸发，得到碱液浓度为Na₂O500～600g/L；将步骤(5)得到的脱碱液也同样进行两步蒸发得到碱液浓度为Na₂O500～600g/L，作为液碱副产品用于氧化铝行业的原料；

(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。