本發(fā)明屬于冶煉領(lǐng)域,具體涉及一種球團(tuán)法冶煉鋁土礦的方法。
背景技術(shù):
我國(guó)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(fù)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(guó)大部分企業(yè)均只采用拜耳法工藝,對(duì)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(guó)鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物,不能通過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)脫硅予以去除,這些礦物在礦漿升溫預(yù)熱過(guò)程中易于發(fā)生反應(yīng),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(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大,而我國(guó)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(shì)日益加劇,我國(guó)許多鋁土礦資源因品位低難以利用,不得不從國(guó)外大量進(jìn)口,資料表明,近年來(lái)我國(guó)鋁土礦鋁資源的對(duì)外依存度高達(dá)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(fù)雜、能耗高,造成生產(chǎn)成本居高不下,目前我國(guó)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(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn),一些科研單位和企業(yè)相應(yīng)開(kāi)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(fù)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(wèn)題,經(jīng)濟(jì)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(guó)鋁土礦資源相對(duì)不足的難題,已成為當(dāng)務(wù)之急。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種制粒干法燒結(jié)、全種分及堿液蒸發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)利用低品位鋁土礦制粒燒結(jié)生產(chǎn)氧化鋁的目的。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種利用低品位鋁土礦制粒燒結(jié)生產(chǎn)氧化鋁的方法,包括以下步驟:(1)鋁土礦、石灰石中加入純堿、焦粉和堿液進(jìn)行配料,所述堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液,配料比例為鋁土礦35~45:石灰石26~35%:純堿5~15%:焦粉8~12%(干粉的質(zhì)量比),配料完成后,水分控制在15~30%;(2)將配好的料連同體積量為85~90%的堿液一起加入混料機(jī)進(jìn)行充分混合,再用滾筒制粒機(jī)制粒,制粒加液量為剩余的10~15%,制粒粒徑為3~8mm,保證制成粒后的透氣性指數(shù)在40~60kPa。(3)將成品粒在燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度1400~1500℃,燒成后的熟料磨細(xì)為熟料粉末;(4)將熟料粉加調(diào)整液進(jìn)行溶出,溶出條件為:液固比為3~4:1,溶出時(shí)間為15~20分鐘,溫度為70~75℃。(5)將步驟(4)得到的渣用熱水進(jìn)行5~7次反向洗滌后,洗液作為步驟(4)的調(diào)整液,渣進(jìn)行堆存;(6)將步驟(4)得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后脫硅,脫硅的溫度160~180℃,時(shí)間1~2小時(shí);(7)將步驟(6)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解,分解得到Al(OH)3,然后焙燒得到氧化鋁;(8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽,第一步采用普通材質(zhì)的蒸發(fā)器蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280~300g/L,然后用鎳材蒸發(fā)器再進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽,得到堿液濃度為Na2O500~600g/L;(9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)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步驟(6)中進(jìn)行溶解循環(huán);結(jié)晶條件為:首溫80~110℃,末溫40~50℃,時(shí)間6~8小時(shí);(10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進(jìn)行混合,然后作為配料堿液返回到步驟(1)中,實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。其中,所述步驟(1)中,鋁土礦為鋁硅比5以下的低品位鋁土礦。所用焦粉可選煤炭焦粉,熱值在7000大卡以上的即可。其中,所述步驟(1)中,鋁土礦和石灰石礦首先分別被破碎至2~5mm以下,然后磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85%以上。其中,所述步驟(1)中,堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液,堿液濃度為Na2O500~600g/L,αk=12~30(苛性化系數(shù))。配料完成后,水分控制在15~30%。其中,所述步驟(2)中,制粒加液量為剩余的10~15%,加液是和步驟(1)同樣的堿液,體積為步驟(1)同樣的堿液的10~20%。其中,所述步驟(3)中,燒結(jié)機(jī)燒結(jié)的點(diǎn)火溫度為1050℃,點(diǎn)火負(fù)壓大于4KPa,燒結(jié)負(fù)壓大于8KPa;燒成后的熟料采用立磨進(jìn)行干磨,磨細(xì)到-0.074mm占90%以上的熟料粉末。步驟(5)中的熱水溫度可以為80~99℃。優(yōu)選地,所述步驟(6)中,加入脫硅種子進(jìn)行脫硅。脫硅的種子量40~60g/L。脫硅種子即脫硅步驟產(chǎn)生的固體,可以促進(jìn)結(jié)晶、有利于分離。在投產(chǎn)初期沒(méi)有種子。進(jìn)一步地,種分母液加入種子降溫結(jié)晶,所述種子為鋁酸鈉晶體,種子量10~40g/L。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于:(1)本發(fā)明提出的方法,針對(duì)低品位鋁土礦難于提煉的缺陷,結(jié)合利用了冶煉領(lǐng)域的燒結(jié)技術(shù),提出了全種分工藝技術(shù),使燒結(jié)法工藝流程縮減了三分之一以上,綜合計(jì)算種分分解率提高到90%以上,氧化鋁的總回收率達(dá)到90%以上,降低了操作難度,減少設(shè)備及人員投入,降低了能耗。(2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破,通過(guò)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(wèn)題。(3)本發(fā)明可以將部分廉價(jià)的工業(yè)純堿轉(zhuǎn)化為附加值高的液堿,進(jìn)一步降到了本技術(shù)的主產(chǎn)品的成本,經(jīng)濟(jì)效益明顯。總之,本發(fā)明在傳統(tǒng)燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)上實(shí)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(shí)效果突出,綜合成本接近拜耳法生產(chǎn)成本。同時(shí)在設(shè)備選型方面,在化工和冶金行業(yè)都有成熟的設(shè)備選擇,工業(yè)化非常容易可行。附圖說(shuō)明圖1:制粒燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的流程圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明,但不以此來(lái)限制本發(fā)明的范圍。下面將通過(guò)不同實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例中,可以在前述化學(xué)成分與制造方法范圍內(nèi)加以調(diào)整實(shí)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~表4所示。實(shí)施例1表1:鋁土礦成分表2:石灰石成分首先將鋁土礦...