[发明专利]一种拜耳法溶出方法

说明书

技术领域

一种拜耳法溶出方法，涉及以一水硬铝石型铝土矿为原料采用拜耳法生产氧化铝的溶出过程中的预处理方法。

技术背景

在处理一水硬铝石型铝土矿的拜耳法溶出过程中，通常按干矿石量的5％～8％加入石灰作为溶出添加剂，石灰的加入，可以提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗，但通常情况下，溶出赤泥的铝硅比A/S为1.3～2.0，钠硅比N/S为0.5左右。赤泥中的这部分碱，如不回收，则造成碱的大量损失，若进行回收，则需采用能耗较高的烧结法处理，使整个生产过程的能耗升高、流程复杂。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高氧化铝的溶出速度、降低碱耗，不需再采用能耗较高的烧结法处理赤泥，使整个生产过程的能耗降低、简化流程的拜耳法溶出方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种拜耳法溶出方法，其特征在于其溶出过程是采用铁酸钠Na₂O·Fe₂O₃和石灰CaO作溶出添加剂进行溶出预处理的。

本发明的一种拜耳法溶出方法，其特征在于其溶出过程中，铝土矿加入铁酸钠和石灰和碱液，其铁酸钠和石灰加入量按照铝土矿中的硅全部生成铁水化石榴石(3CaO·Fe₂O₃·nSiO₂·(6-2n)H₂O)来计算；碱液浓度N_k为100～450g/L、氧化铝浓度＜5g/L，溶出预处理矿浆的固含为50～300g/L，温度为80～180℃，溶出时间为0.5-12小时；然后进行固液分离，固体在常规拜耳法溶出条件下溶出。

本发明的一种拜耳法溶出方法，其特征在于其溶出预处理固液分离后的碱液，加入石灰，脱去溶液中少量的氧化铝，分离出铝渣后的碱液用于处理下一批铝土矿浆的预处理过程，分离后的铝渣采用碳酸钠溶液回收其中的氧化铝或作为制备铝酸钙水泥的原料。

本发明的一种拜耳法溶出方法，其特征在于其溶出添加剂铁酸钠的制备过程是将碳酸钠和铁矿石按Na₂O/Fe₂O₃(Na₂O和Fe₂O₃的分子比)为1∶1计算的比例配好、混匀，在烧成炉中控制烧结温度800～1100℃，烧结时间10～60分钟，得到铁酸钠。

本发明的一种拜耳法溶出方法，其特征在于其溶出添加剂铁酸钠的制备过程采用的碳酸钠是母液蒸发过程中析出的碳碱。

本发明的方法添加适量的铁酸钠和石灰用碱液对矿石进行预处理，矿石中的高岭石、伊利石等含硅矿物与Na₂O·Fe₂O₃和石灰在预处理过程中反应生成了在拜耳法溶出过程中可以较稳定存在的铁水化石榴石(3CaO·Fe₂O₃·nSiO₂·(6-2n)H₂O)，使得溶出后赤泥中的硅矿物主要以铁水化石榴石形态存在，而非通常的钠硅渣，降低了溶出赤泥的铝硅比A/S和钠硅比N/S，然后再在常规拜耳法溶出条件下溶出，从而降低了溶出赤泥铝硅比A/S和钠硅比N/S。

本发明的方法流程简单、易于实现，能够采用拜耳法较经济的处理铝硅比A/S为4～7的铝土矿，提高了资源利用率。适用于处理高铝高硅的一水硬铝石型铝土矿，能降低碱耗，提高氧化铝的回收率，具有很好的推广应用前景。

本发明的方法的铁酸钠烧制温度较低，烧制时间较短，烧结后的熟料可以自粉碎变细，无需设置磨料工序，制备简单，有利于产业化。采用母液蒸发析出的碳碱代替碳酸钠来烧制铁酸钠，可以省去拜耳法流程中的碳碱苛化工序。预处理矿石后的碱液添加适量的石灰，在一定条件下反应一段时间后除去溶液的大部分氧化铝后得以再生，再生后的碱液可重新预处理下一批矿石，预处理碱液再生产生的铝渣可以采用碳酸钠溶液回收其中的氧化铝或作为制备铝酸钙水泥的原料。外排赤泥中Al₂O₃和Na₂O含量较低，不仅提高了锅土矿的资源利用率，而且有利于环境保护和赤泥的综合利用。