一種利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高鋁預(yù)熔渣采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的制備方法，屬于冶金固體廢棄資源綜合利用領(lǐng)域。該氧化鋁生產(chǎn)方法是以高鋁預(yù)熔渣為輔料配加鋁土礦主原料，采用拜耳法生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行氧化鋁生產(chǎn)。本發(fā)明可有效的利用高鋁預(yù)熔渣，同時(shí)降低工業(yè)氧化鋁的生產(chǎn)成本，其中鋁土礦中的氧化鋁相對(duì)溶出率可達(dá)95%以上，本發(fā)明有效的利用了廢棄二次資源高鋁預(yù)熔渣，實(shí)現(xiàn)了該廢渣的零排放，同時(shí)具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。
【專利說明】一種利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金固體廢棄資源綜合利用領(lǐng)域，尤其涉及一種利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，高鋁預(yù)熔渣用于代替原生產(chǎn)方法中的石灰。
【背景技術(shù)】
[0002]在采用熔融還原法制取合金的冶煉過程中，除獲得相應(yīng)目標(biāo)鐵合金外，還會(huì)產(chǎn)生大量的尾渣，其中高鋁預(yù)熔渣就是一種在冶煉合金過程中所產(chǎn)生的二次廢渣，其主要物相以鋁酸鈣和鎂鋁尖晶石為主。其主要成分重量百分比為Al20350~60%，CaO在15~25%，SiO2I~3%，Mg03~8%，Ti02含量低于2%，其余為不可避免的雜質(zhì)；因而有效的利用該渣不僅可以解決因大量工業(yè)廢渣帶來的堆積環(huán)境問題，同時(shí)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]目前，我國氧化鋁工業(yè)采用的鋁土礦資源主要為一水硬鋁石型鋁土礦，其中含有TiO2約2~3%。在鋁土礦高壓溶出過程中，由于TiO2的阻滯作用，會(huì)使礦石中的氧化鋁難以充分溶出。為消除TiO2的危害，在一水硬鋁石型鋁土礦高壓溶出時(shí)通常都需要添加石灰，一般添加量為7~10%，石灰拜耳法中更是高達(dá)15~20%。本發(fā)明的發(fā)明人預(yù)采用的高鋁預(yù)熔渣中含有CaO約22%，若利用其中的CaO代替石灰用于鋁土礦拜耳法溶出，將會(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]現(xiàn)有氧化鋁生產(chǎn)方法為:
[0005]A、配料:石灰 15 ~20%，鋁土礦 80-85% ；
[0006]B、采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
[0007]其中，步驟B采用 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁具體方法如下:
[0008]混合鋁土礦和石灰，然后加入200g/L濃度的碳酸鈉溶液并在220°C條件下堿溶2小時(shí)，得鋁酸鈉溶液；鋁酸鈉溶液與殘?jiān)蛛x后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種，經(jīng)長時(shí)間(12小時(shí))攪拌，鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在950~1200°C溫度下煅燒，便得氧化招。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目是提供一種利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，具有利用二次廢棄資源、無公害化有效利用，并降低氧化鋁生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明方法為:
[0011]A、配料:高鋁預(yù)熔渣15~20%，鋁土礦80-85% ；
[0012]B、采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
[0013]步驟B采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁具體方法如下:
[0014]I)混合鋁土礦和高鋁預(yù)熔渣，然后加入150_250g/L (優(yōu)選200g/L)碳酸鈉溶液并在200-280°C (優(yōu)選220°C )條件下堿溶1_3小時(shí)(優(yōu)選2小時(shí))，過濾，得鋁酸鈉溶液；
[0015]2)鋁酸鈉溶液降低溫度至50_75°C，加入氫氧化鋁作晶種，經(jīng)長時(shí)間(12小時(shí))攪拌，鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在950~120(TC溫度下煅燒，得氧化鋁。[0016]本發(fā)明技術(shù)方案的關(guān)鍵點(diǎn)是以高鋁預(yù)熔渣為原料，通過調(diào)整其與鋁土礦的配加比例及相關(guān)溶出參數(shù)(溫度、時(shí)間等)，提高氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁土礦的氧化鋁相對(duì)溶出率。
[0017]采用高鋁預(yù)熔渣代替石灰生產(chǎn)氧化鋁，不僅可起到石灰的作用，同時(shí)可以將高鋁預(yù)熔渣中的氧化鋁溶出，可有效的降低其生產(chǎn)成本。同時(shí)，高鋁預(yù)熔渣的溶出溫度為200~280°C，溶出時(shí)間在1-3小時(shí)之間，其鋁土礦中氧化鋁的相對(duì)溶出率可達(dá)95%以上。
[0018]本發(fā)明生產(chǎn)方法不再產(chǎn)生新的尾渣，可以實(shí)現(xiàn)高鋁預(yù)熔渣綜合資源化和無害化處理，符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述說明但不限制本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明提供的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，包括如下步驟:
[0021]A、配料:高鋁預(yù)熔渣15~20%，鋁土礦80-85% ；
[0022]B、采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
[0023]所述高鋁預(yù)熔渣主要物相以鋁酸鈣和鎂鋁尖晶石為主。
[0024]其中，所述高鋁預(yù)熔渣主要成分重量百分比為Al20350~60%，CaO在15~25%，SiO2I~3%，Mg03~8%，TiO2含量低于2%，其余為不可避免的雜質(zhì)。高鋁預(yù)熔渣的溶出溫度在200~280°C，溶出時(shí)間為30~90分鐘。
[0025]其中，步驟B采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁方法如下:
[0026]1)混合鋁土礦和高鋁預(yù)熔渣，然后加入150_250g/L (優(yōu)選200g/L)碳酸鈉溶液并在200-280°C (優(yōu)選220°C )條件下堿溶1_3小時(shí)(優(yōu)選2小時(shí))，過濾，得鋁酸鈉溶液；
[0027]2)鋁酸鈉溶液降低溫度至50_75°C，加入氫氧化鋁作晶種，攪拌(優(yōu)選攪拌時(shí)間至少12小時(shí))至鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在950~1200°C溫度下煅燒，得氧化鋁。
[0028]以下為本發(fā)明生產(chǎn)方法的制備實(shí)例。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]采用高鋁預(yù)熔渣為原料代替石灰，其主要成分Al2O3為52.4%、CaO為22.3%、MgO為8.2%，SiO2為5.3%、TiO2為1.6% ;鋁土礦采用河南鋁土礦，其主要指標(biāo)為=Al2O3含量為58.38%，A/S為3.59 ;在高鋁預(yù)熔渣配加比例為16%，河南鋁土礦配加比例為84%，溶出溫度260°C，溶出時(shí)間為60分鐘，采用拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝，其鋁土礦中氧化鋁相對(duì)溶出率為95.78%，高鋁預(yù)熔渣中氧化鋁相對(duì)溶出率為96.58%。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]采用高鋁預(yù)熔渣為原料代替石灰，其主要成分Al2O3為52.4%、CaO為22.3%、MgO為8.2%，SiO2為5.3%、TiO2為1.6% ;鋁土礦采用河南鋁土礦，其主要指標(biāo)為=Al2O3含量為58.38%，A/S為3.59 ;在高鋁預(yù)熔渣配加比例為15%，河南鋁土礦配加比例為85%，在溶出溫度270°C，溶出時(shí)間為180分鐘，采用拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝，其鋁土礦中氧化鋁相對(duì)溶出率為96.23%，高鋁預(yù)熔渣中氧化鋁相對(duì)溶出率為97.11%。
[0033]實(shí)施例3:
[0034]采用高鋁預(yù)熔渣為原料代替石灰，其主要成分Al2O3為52.4%、CaO為22.3%、MgO為8.2%，SiO2為5.3%、TiO2為1.6% ;鋁土礦采用河南鋁土礦，其主要指標(biāo)為=Al2O3含量為58.38%，A/S為3.59 ;在高鋁預(yù)熔渣配加比例為16%，河南鋁土礦配加比例為84%，在溶出溫度260°C，溶出時(shí)間為90分鐘，采用拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝，其鋁土礦中氧化鋁相對(duì)溶出率為95.68%，高鋁預(yù)熔渣中氧化鋁相對(duì)溶出率為96.18%。
[0035]對(duì)比例I
[0036]以石灰，鋁土礦為原料，石灰主要成分CaO為85% ;鋁土礦采用河南鋁土礦，其主要指標(biāo)為=Al2O3含量為58.38%，A/S為3.59 ;在石灰配加比例為16%，河南鋁土礦配加比例為84%，在溶出溫度260°C，溶出時(shí)間為60分鐘，采用拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝，其鋁土礦中氧化鋁相對(duì)溶出率為93.35%。
[0037]對(duì)比例2
[0038]以石灰，鋁土礦為原料，石灰主要成分為CaO為85% ;鋁土礦采用河南鋁土礦，其主要指標(biāo)為=Al2O3含量為58.38%，A/S為3.59 ;在石灰配加比例為15%，河南鋁土礦配加比例為85%，在溶出溫度270°C，溶出時(shí)間為180分鐘，采用拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝，其鋁土礦中氧化鋁相對(duì)溶出率為95.28%。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例的生產(chǎn)工藝參數(shù)對(duì)比見表1。
[0040]表1
[0041]
【權(quán)利要求】
1.利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:包括如下步驟: A、配料:高鋁預(yù)熔渣15~20%，鋁土礦80-85%； B、采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述高鋁預(yù)熔渣主要物相以鋁酸鈣和鎂鋁尖晶石為主。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述高鋁預(yù)熔渣主要成分重量百分比為Al20350~60%，CaO在15~25%，SiO2I~3%，Mg03~8%, TiO2含量低于2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述高鋁預(yù)熔渣的溶出溫度在200~280°C，溶出時(shí)間為1-3小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:步驟B采用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁方法如下: 1)混合鋁土礦和高鋁預(yù)熔渣，然后加入150-250g/L碳酸鈉溶液并在200-280°C條件下堿溶1-3小時(shí)，過濾，得鋁酸鈉溶液； 2)鋁酸鈉溶液降低溫度至50-75°C，加入氫氧化鋁作晶種，攪拌至鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在 950~120(TC溫度下煅燒，得氧化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:所述碳酸鈉溶液為200g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:步驟I)在220°C條件下堿溶2小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用高鋁預(yù)熔渣生產(chǎn)氧化鋁的方法，其特征在于:步驟2)所述攪拌時(shí)間至少12小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22B21/00GK103643050SQ201310682936
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】青光紅, 陳濤, 吳勝利, 姚增遠(yuǎn), 鄭德明 申請人:攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司