本發(fā)明屬于冶煉領域，具體涉及一種球團法冶煉鋁土礦的方法。

背景技術(shù)：
我國鋁土礦資源品位(鋁硅比)較低，用傳統(tǒng)燒結(jié)法的生產(chǎn)工藝處理，不僅造成氧化鋁生產(chǎn)工藝復雜，而且增加了氧化鋁生產(chǎn)的難度和生產(chǎn)成本。因此，目前我國大部分企業(yè)均只采用拜耳法工藝，對中低品位礦，如果直接用單純的拜耳法處理，將造成堿耗高、溶出率差、成本急劇升高，特別是我國鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物，不能通過簡單的預脫硅予以去除，這些礦物在礦漿升溫預熱過程中易于發(fā)生反應，在換熱面上析出鈉硅渣，成為結(jié)疤，使傳熱系數(shù)迅速下降。另一方面，鋁工業(yè)是我國的基礎產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟建設對鋁土礦的需求量很大，而我國又大多數(shù)是中低品位的鋁土礦。隨著鋁土礦供礦品位下降的趨勢日益加劇，我國許多鋁土礦資源因品位低難以利用，不得不從國外大量進口，資料表明，近年來我國鋁土礦鋁資源的對外依存度高達55％。目前能夠工業(yè)化處理低品位鋁土礦的方法只有傳統(tǒng)的燒結(jié)法技術(shù)，但由于其工藝流程復雜、能耗高，造成生產(chǎn)成本居高不下，目前我國的燒結(jié)法生產(chǎn)線已基本處于停產(chǎn)狀態(tài)。雖然根據(jù)我國鋁土礦資源的特點，一些科研單位和企業(yè)相應開發(fā)出了串聯(lián)法和混聯(lián)法等技術(shù)以降低堿耗、提高氧化鋁的回收率，但是這兩種方法均需采用燒結(jié)法，這造成生產(chǎn)系統(tǒng)復雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產(chǎn)品質(zhì)量較差等一系列問題，經(jīng)濟性不佳，因此也逐步處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)。如何有效利用鋁硅比5以下的中低品位鋁土礦，解決我國鋁土礦資源相對不足的難題，已成為當務之急。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對本領域存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于球團法利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，克服現(xiàn)有的堿石灰燒結(jié)法工藝的不足，改進和簡化工藝，以實現(xiàn)降低生產(chǎn)成本的目的。實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：一種基于球團法利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，包括以下步驟：(1)鋁土礦、石灰石礦、純堿和堿液進行配料，其中堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液，配料比例按質(zhì)量份計，鋁土礦35～45份、石灰石26～35份、純堿5～15份，配料完成后，水分控制在15～26％；(2)將配好的料加入混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，球團粒徑為8～20mm；(3)將成品球團經(jīng)過烘干、干燥、預熱、燒結(jié)和冷卻五個階段燒結(jié)成燒結(jié)球團，然后將燒結(jié)球團采用立磨進行干磨，磨細為-0.074mm占90％以上的熟料粉末；(4)將熟料粉加調(diào)整液進行溶出，溶出條件為液固比3～4:1，溶出時間為15～20分鐘，溫度為75℃；(5)將步驟(4)得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后進行脫硅；脫硅溫度160～180℃，時間1～2小時；(6)將步驟(5)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到Al(OH)3，然后焙燒得到氧化鋁；(7)將步驟(6)得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280～300g/L，然后再采用鎳材蒸發(fā)器進行第二步蒸發(fā)排鹽，得到堿液濃度為Na2O500～600g/L；(8)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進行降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到步驟(5)中進行溶解循環(huán)；(9)將步驟(8)得到的母液與步驟(7)得到的純堿(即排鹽得到的鹽)和步驟(5)得到的硅渣(硅渣有少量，返回第(1)步以再提氧化鋁)進行混合，然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實現(xiàn)堿液循環(huán)。本發(fā)明技術(shù)所采用的鋁土礦為鋁硅比5以下的低品位鋁土礦；其中，所述步驟(1)中，將鋁土礦和石灰石礦分別破碎至2～5mm以下，再磨細至粒度為-0.074mm占85％以上的粉末(粉末中粒度0.074mm以下的顆粒占85％以上)。其中，所述步驟(1)中，堿液濃度為Na2O500～600g/L，苛性化系數(shù)αk＝12～30。其中，所述步驟(2)中，用圓盤造球機造球團中加入和步驟(1)同樣的堿液，造球加液量與步驟(1)配料的堿液體積比為13：87。進一步地，所述步驟(3)中，將成品球團經(jīng)過烘干、干燥、預熱、燒結(jié)和冷卻五個階段燒結(jié)成燒結(jié)球團，五個階段溫度控制為100～130℃、600～650℃、900～950℃、1000～1350℃、80～100℃，五個階段時間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、30～50分鐘、10分鐘。其中，所述步驟(4)中，調(diào)整液為水或洗液；步驟(4)溶出的渣用水進行5～7次反向充分洗滌后，洗液作為調(diào)整液，渣進行堆存。脫硅步驟中，加入結(jié)晶的種子有利于快速結(jié)晶，但是在投產(chǎn)初期還沒有種子；可以在第一批結(jié)晶產(chǎn)出后，之后的每次脫硅均投入種子，所述種子為步驟(5)所產(chǎn)生的晶體。優(yōu)選地，所述步驟(5)中，溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，加入脫硅種子進行脫硅，種子量40～60g/L，脫硅種子為脫硅步驟產(chǎn)生的固體。優(yōu)選地，所述步驟(7)中，(7)將步驟(6)得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步采用六效蒸發(fā)器，第二步采用鎳材蒸發(fā)器。更優(yōu)選地，所述步驟(8)中，第二步蒸發(fā)后的種分母液加種子(鋁酸鈉種子，剛投產(chǎn)的時候沒有)降溫結(jié)晶，結(jié)晶條件為：首溫80～110℃，末溫40～50℃，種子量10～40g/L，時間6～8小時。將步驟(7)和步驟(8)得到的分解循環(huán)母液綜合計算，種分分解率可以達到90％以上。該技術(shù)采用干法燒結(jié)、全種分和高濃度堿液蒸發(fā)技術(shù)，既可以大幅度簡化工藝環(huán)節(jié)，降低操作難度，又可以實現(xiàn)降低成本和投資，氧化鋁回收率可以達到90％以上，氧化鈉回收率可以達到95％以上，節(jié)能效果明顯，成本大幅降低。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于：(1)本發(fā)明在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎上，發(fā)明了干法燒成技術(shù)，通過在脫硅、分解、蒸發(fā)、熟料先干磨再溶出等方面的新技術(shù)的發(fā)明，從整個流程上實現(xiàn)了干法燒成技術(shù)。使氧化鋁的設備產(chǎn)能大幅提高，能耗實現(xiàn)了大幅度的下降。(2)本發(fā)明在傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎上，發(fā)明了全種分工藝技術(shù)，使燒結(jié)法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計算種分分解率提高到90％以上，氧化鋁的總回收率達到90％以上，降低了操作難度，減少設備及人員投入，降低了能耗。(3)本發(fā)明實現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破，通過兩步蒸發(fā)、排鹽技術(shù)，解決了傳統(tǒng)種分母液蒸發(fā)因排鹽困難制約蒸發(fā)濃度的問題。(4)本發(fā)明可以還可以將部分廉價的工業(yè)純堿轉(zhuǎn)化為附加值高的液堿，進一步降到了本技術(shù)的主產(chǎn)品的成本，經(jīng)濟效益明顯?？傊?，本發(fā)明在傳統(tǒng)燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)上實現(xiàn)了重大突破，生產(chǎn)成本及建廠投資都大幅度降低，在處理低品位鋁土礦時效果突出，綜合成本接近拜耳法生產(chǎn)成本。同時在設備選型方面，在化工和冶金行業(yè)都有成熟的設備選擇，工業(yè)化非常容易可行。附圖說明圖1：球團法生產(chǎn)氧化鋁的流程圖。具體實施方式現(xiàn)以以下最佳實施例來說明本發(fā)明，但不以此來限制本發(fā)明的范圍。下面將通過不同實施例來描述本發(fā)明。本發(fā)明不局限于這些實施例中，可以在前述化學成分與制造方法范圍內(nèi)加以調(diào)整實施。原料鋁土礦(A/S為3.5)及石灰石采用山西孝義地區(qū)礦，其成分如表1至表4所示。實施例1：流程見圖1。表1：實施例1原料中的鋁土礦成分表2：石灰石成分首先將鋁土礦(成分如表1)、石灰石(成分如表2)分別破碎至2～5mm，然后將其分別磨細至粒度為-0.074mm占85％以上。然后將鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉(碳酸鈉)按比例40：30：10充分混合。然后準備循環(huán)鋁酸鈉溶液為堿液，其濃度為Na2O510g/L，αk＝14。將準備好的堿液分為兩部分，體積比例為87：13。占87％的堿液與配料土礦粉、石灰石粉、純堿粉混合，控制水分26％，得到的混合物堿比為1，鈣比為2。將配好的料加入強力混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，造球加液量為剩余的13％堿液，制得的球團粒徑為8～12mm，抗壓強度均大于10N。將成品球團經(jīng)過烘干、干燥、預熱、燒結(jié)和冷卻五個階段燒結(jié)成燒結(jié)球團，其中溫度控制為100℃、600℃、900、1000℃、80℃，時間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、50分鐘、10分鐘。然后磨細到-0.074mm占90％以上的熟料粉磨。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，液固比為3-4:1，溶出時間為15—20分鐘，溫度為75℃。將溶出得到的渣進行6次反向洗滌后，洗液作為溶出的調(diào)整液，渣進行堆存。將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為120g/L，加入脫硅種子在脫硅機內(nèi)進行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時間1小時，脫硅完成后，漿液用葉濾機進行精制，精液進行種分分解，脫硅渣(用作脫硅種子)與循環(huán)母液混合回頭配料。脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到Al(OH)3，然后焙燒得到氧化鋁。分解得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽，第一步用六效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280～300g/L，然后再用鎳材蒸發(fā)器進行第二步蒸發(fā)，得到堿液濃度為Na2O580g/L。將第二步蒸發(fā)后的種分母液進行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到溶出粗液中進行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為：首溫80℃，末溫50℃，種子量20g/L，時間6小時。將結(jié)晶得到的循環(huán)母液與蒸發(fā)排出的鹽(純堿)和脫硅得到的硅渣進行混合，然后作為配料堿液返回進行配料，實現(xiàn)堿液循環(huán)。氧化鋁回收率和氧化鈉回收率計算的基準是鋁土礦含量和排放廢渣中的含量，本實施例方法中，氧化鋁回收率92％,氧化鋁回收率96％。實施例2表3：實施例2原料中的鋁土礦成分首先將鋁土礦(成分如表3)、石灰石(成分如表2)分別破碎至2～5mm，然后將其分別磨細至粒度為-0.074mm占85％以上。然后將鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉按比例進行充分混合，然后加入堿液，濃度為Na2O550g/L，αk＝20。配料控制指標，水分25％。，堿比為1，鈣比為2。將準備好的堿液按體積分為兩部分，分配比例為87:13。將配好的料連同87％的堿液一起加入強力混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，造球加液量為剩余的13％，球團粒徑為16～20mm，抗壓強度大于10N。將成品球團經(jīng)過烘干、干燥、預熱、燒結(jié)和冷卻五個階段燒結(jié)成燒結(jié)球團，其中溫度控制為130℃、650℃、950、1100℃、100℃，時間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、40分鐘、10分鐘。然后磨細為-0.074mm占90％以上的熟料粉。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，液固比為4:1，溶出時間為20分鐘，溫度為75℃。將溶出得到的渣進行7次反向洗滌后，洗液作為溶出調(diào)整液，渣進行堆存。將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為130g/L，加入脫硅種子在脫硅機內(nèi)進行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時間1小時，脫硅完成后，漿液用葉濾機進行精制，精液進行種分分解，脫硅渣與循環(huán)母液混合回頭配料。重復實例1中的分解、蒸發(fā)結(jié)晶方式，實現(xiàn)工藝循環(huán)。本實施例中，氧化鋁回收率達91％,氧化鋁回收率95％。實施例3表4：實施例3原料中的鋁土礦成分首先將鋁土礦(成分如表4)、石灰石(成分如表2)分別破碎至2～5mm，然后將其分別磨細至粒度為-0.074mm占85％以上。然后將鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉按比例進行充分混合，然后加入堿液，濃度為Na2O600g/L，αk＝30。配料控制指標，水分22％。，堿比為1，鈣比為2。將準備好的堿液按體積分為兩部分，分配比例為87:13。將配好的料連同87％的堿液一起加入強力混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，造球加液量為剩余的13％，球團粒徑為16—20mm，抗壓強度大于10N。將成品球團經(jīng)過烘干、干燥、預熱、燒結(jié)和冷卻五個階段燒結(jié)成燒結(jié)球團，其中溫度控制為130℃、650℃、950、1200℃、100℃，時間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、30分鐘、10分鐘。然后磨細到-0.074mm占90％以上的熟料粉磨。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，液固比為4:1，溶出時間為15分鐘，溫度為75℃。將溶出得到的渣進行5次反向洗滌后，洗液作為溶出調(diào)整液，渣進行堆存。將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為140g/L，加入脫硅種子在脫硅機內(nèi)進行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時間1小時，脫硅完成后，漿液用葉濾機進行精制，精液進行種分分解，脫硅渣與循環(huán)母液混合回頭配料。重復實例1中的分解、蒸發(fā)結(jié)晶方式，實現(xiàn)工藝循環(huán)。本實施例中，氧化鋁回收率90％,氧化鋁回收率95％。本技術(shù)領域內(nèi)的一般技術(shù)人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。