[发明专利]从以铝或铝合金为还原剂制取金属镁的副产物中提取氢氧化铝和氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢氧化铝和氧化铝的提取方法，特别涉及一种从以铝或铝合金为还原剂制取金属镁的副产物中提取氢氧化铝和氧化铝的方法。

背景技术

目前工业上真空金属热还原法制取金属镁的生产中，其还原剂为硅铁，原料为白云石，白云石的主要化学成分为CaCO₃·MgCO₃，其在高温煅烧后生成CaO·MgO，后经磨细与硅铁粉按化学反应方程式(1)进行配料、制成团，然后置于真空还原炉中，在1250℃左右的温度下进行真空还原制取金属镁。

但在实际工业生产中，还原剂硅铁的配料量一般都大于按上述化学反应方程式理论配料量的10％左右。

按上述化学反应方程式可以计算出，目前以硅铁为还原剂的硅热法炼镁，其反应物料与产物金属镁的比为4.78∶1，但工业上实际的料/镁为6∶1，也就是说工业上用硅热法炼镁每生产一吨镁就会产生5吨的灰渣(主要成份为2CaO·SiO₂)，此灰渣原则上可作为水泥厂制造水泥的原料，但由于其附加值很低一般工厂都将其弃之处理了。

最近冯乃祥，王耀武和胡文鑫发明了一种以废铝或废铝合金粉为还原剂以MgO/CaO摩尔比大于1的物料为原料真空热还原炼镁技术，从而使金属热还原法炼镁的料/镁比大大地降低。由于料/镁比大大地降低，不仅大大地提高了劳动生产率，而且也使镁冶炼生产的能耗大大地降低。该发明的以铝或铝硅合金粉为还原剂真空热还原生产金属镁的副产物是一种主要由CaO和Al2O3组成的化合物为主要成份的块状物料，这种块状物料的副产物中的氧化铝是一种很有价值的冶金和化工原料，如果将这种渣中的氧化铝加以提取回收和利用，不仅可以使镁冶炼厂增加一个化工产品，而且也将使铝热真空热还原法制取金属镁的生产成本大大地降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种从以铝或铝合金为还原剂真空热还原法制取金属镁后所剩副产物渣料中提取氢氧化铝和氧化铝的方法，该方法可将铝热真空热还原法炼镁的副产物渣料加以回收和利用，从而可以大大地提高镁厂的经济效益。

以铝或铝合金为还原剂的真空热还原法炼镁方法按以下步骤进行：

1、以白云石、菱镁矿石、水镁石和石灰石为原料，分别进行煅烧，其中白云石的煅烧温度为1000～1200℃，煅烧后获得含CaO·MgO物料；菱镁矿石的煅烧温度为800～1000℃，煅烧后获得含MgO物料；水镁石的煅烧温度为800～1000℃，煅烧后获得含MgO物料；石灰石的煅烧温度为1000～1200℃，煅烧后获得含CaO物料；将上述四种物料中的两种或两种以上混合，配制成MgO/CaO摩尔比为1.5～18的原料。

2、将上述配制的原料在球磨机中磨细至100目以下并混合均匀，获得待还原粉料。

3、在待还原粉料中加入还原剂，还原剂为粒度在1mm以下的铝粉或铝合金粉，制成反应物料，还原剂的加入量为反应理论所需用量的1.03～1.1倍；所述的铝合金粉为铝硅合金粉或铝镁合金粉。

4、将反应物料压制成团状或块状。

5、将团状或块状反应物料置于带有镁结晶器的高温真空还原反应炉内进行真空还原反应，反应炉内压力小于30Pa，反应温度900～1250℃，反应生成气态金属镁在镁结晶器上冷凝结晶成金属镁。

真空条件下金属热还原反应制取金属镁的方案如下：

由于冯乃祥等人发明的以铝或铝合金为还原剂的真空热还原法炼镁，使用以MgO/CaO摩尔比大于1的还原反应物料，其按MgO/CaO摩尔比配料大小的不同，其真空还原反应炼镁后的副产物渣料按下列的真空热还原反应而含有不同的化学组成：

CaO+6MgO+4Al＝6Mg+CaO·2Al₂O₃               (2)

CaO+18MgO+12Al＝18Mg+CaO·6Al₂O₃            (3)

12CaO+21MgO+14Al＝21Mg+12CaO·7Al₂O₃        (4)

CaO+3MgO+2Al＝3Mg+CaO·Al₂O₃                (5)