[其他]含锂氧化铝的生产工艺

说明书

本发明将以铝土矿、石灰石、纯碱而制成的铝酸钠溶液中，加入由锂辉石、石灰、烧碱而制成的含锂溶液，将此混合溶液经过碳酸化分解、所析出的含锂氢氧化铝进行焙烧即得含锂氧化铝。含锂氧化铝用来电解生产铝，可不必补加碳酸锂，同样可使吨铝电耗下降５００度左右。因而若折算碳酸锂的生产成本可降低５０～６２．５％。本发明具有工艺简单、设备投资少、经济效益显著等特点，适用于以烧结法生产氧化铝的企业。

本发明属于铝电解生产用的氧化铝的生产领域。

烧结法是生产氧化铝的方法之一，即：将铝土矿、石灰石、纯碱配制的生料浆在高温下烧结，然后溶出熟料，并将溶出的铝酸钠溶液进行碳酸化分解，把分解而得的氢氧化铝予以焙烧便得到氧化铝产品。由中南矿冶学院杨重愚主编的《氧化铝生产工艺学》一书中，记载了所述的生产氧化铝的方法。将氧化铝溶解于冰晶石熔体中电解生产金属铝时，为了提高熔体的导电率、降低电耗，目前采用了向电解槽中适当加入碳酸锂的方法。由李铭谦主编的《国外锂铷铯工业》一书中，记载了生产锂盐的方法，如将锂灰石、石灰、烧碱配制成磨细混料，经高压浸出后进行残渣分离与洗涤，而得出氢氧化锂，但是，目前生产碳酸锂的工艺较复杂，其成本达12000～16000元/吨。而且在添加过程中碳酸锂的损耗较大。因而，虽然添加碳酸锂节约了电能，但又消耗了昂贵的碳酸锂，使得总的经济效益不大。

基于上述的情况，本发明的目的在于利用已有的氧化铝的生产方法，提供一种含锂的氧化铝的生产工艺，使用含锂氧化铝电解制取金属铝时，则可不另外添加碳酸锂，以达到提高熔体导电率、降低电耗的目的。

为了实现上述的目的，本发明提供了一种含锂氧化铝的生产工艺。本发明是将由铝土矿、石灰石、纯碱配制成的生料浆经过烧结、熟料溶出，并向所溶出的铝酸钠溶液中加入含锂溶液。将含锂的铝酸钠溶液进行碳酸化分解将所得到的含锂的氢氧化铝焙烧即得含锂的氧化铝。上述的含锂溶液是将由锂辉石、石灰、烧碱磨细的混料经过高压浸出后进行残渣分离和洗涤，所分离出的溶出液即为含锂溶液。

对于以上述为特征的本发明，结合附图1所示的工艺流程图予以详尽的说明。

在烧结法生产氧化铝中，铝土矿、石灰石及纯碱的配比原则是Na₂O的分子数〔N〕、Al₂O₃的分子数〔A〕、Fe₂O₃的分子数〔F〕、CaO的分子数〔C〕、SO₂的分子数〔S〕之间有以下关系：

〔N〕/〔A〕+〔F〕＝1，〔C〕/〔S〕＝2;

按上述配比原则配制的生料浆，在1250℃左右的高温下进行烧结1.5～2小时，其结果生料浆里的主要化学成份有下列变化;

Al₂O₃+Na₂CO₃→Na₂O·Al₂O₃+CO₂↑

SiO₂+2CaO→2CaO·SiO₂

Fe₂O₃+Na₂CO₃→Na₂O·Fe₂O₃+CO₂↑

对烧结产物在95℃左右的温度下进行熟料溶出：

Na₂O·Al₂O₃+4H₂O→2NaAl（OH）₄

Na₂O·Fe₂O₃+2H₂O→2NaOH+Fe₂O₃·H₂O↓