[发明专利]一种氧化镁焙烧提铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化镁焙烧提铝的方法。

背景技术

氧化铝碱法生产，历史由来已久，主要分为拜耳法、烧结法及其联合方法。

碳酸钠烧结法于1858年被最早提出，因碱耗大，氧化铝品质差，流程复杂和耗热量大等原因，在1889年拜耳法出现以后就被淘汰了。在1880年后人们发现用石灰石和碳酸钠按一定比例掺烧含铝原料，可以减少碱耗和提高氧化铝提取率，经进一步发展，形成了传统的碱石灰烧结法。在处理高硅铝土矿时，碱石灰烧结法比拜耳法优越。在20世纪50年代还出现了石灰石烧结法，用高铝粉煤灰生产氧化铝和水泥。由于资源所限，我国在烧结提铝工艺的开发上也做了大量工作，传统的碱石灰烧结法工艺技术已达到当前最佳水平。此外，针对我国资源禀赋的特点，还开发了富矿烧结法。最近，在专利CN102107895A中还提出了一种改良碱石灰烧结法，与传统方法相比，在减少物料消耗和固体排放物方面都取得了显著进步。

在我国氧化铝行业广泛应用的碱石灰烧结法，其基本配方为：以摩尔计，[Na₂O]/([Al₂O₃]+[Fe₂O₃])≈1.0，[CaO]/([SiO₂]+0.5×[TiO₂])≈2.0。在烧结过程中，含铝原料中的氧化铝、氧化铁与碳酸钠分别生成铝酸钠（Na₂O·Al₂O₃）和铁酸钠（Na2O·Fe₂O₃），二氧化硅与氧化钙生成硅酸二钙（2CaO·SiO₂），二氧化钛与氧化钙生成钛酸钙（CaO·TiO₂）。在溶出过程中，铝酸钠进入溶液，得到适合提铝的浸出液。在专利CN102107895A中提出的改良碱石灰烧结法，其基本配方为：以摩尔计，([Na₂O]+[K₂O])/([Al₂O₃]+[Fe₂O₃]+[SiO₂])=1.0±0.1，[CaO]/([SiO₂]+[TiO₂])=1.0±0.1。在烧结过程中，含铝原料中的氧化铝、氧化铁与碳酸钠分别生成铝酸钠（Na₂O·Al₂O₃）和铁酸钠（Na₂O·Fe₂O₃），二氧化硅与氧化钙生成硅酸钙二钠(Na₂O·CaO·SiO₂)，二氧化钛与氧化钙生成钛酸钙（CaO·TiO₂）。在溶出过程中，铝酸钠进入溶液，得到适合提铝的浸出液。硅酸钙二钠脱碱后得到硅酸钙(CaO·SiO₂)。与传统碱石灰烧结法相比，改良碱石灰烧结法消耗性物料石灰的添加量减少一半，固体排放物赤泥也相应减少。此外，熟料的焙烧温度也从1200-1300℃以上降低到1000-1200℃。传统石灰石烧结法以硅酸二钙为主要成分的赤泥产出量大，可以作为水泥的原料，附加值较低，市场消纳有难度。改良碱石灰烧结法以硅酸钙为主要成分的赤泥产出量相对减少，可以作为轻质墙体材料以及造纸原料，具有一定的附加值。

但无论是传统的碱石灰烧结法，还是改良碱石灰烧结法，以及前述的石灰石烧结法和富矿烧结法，都要消耗大量的消耗性物料，且固体排放物量大，附加值低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中提铝消耗大量的消耗性物料，且固体排放物量大，附加值低的缺陷，提供一种氧化镁焙烧提铝的方法。

本发明的发明人在研究中意外发现，用氧化镁前驱体代替部分或全部氧化钙前驱体进行焙烧提铝，可以在保持较高氧化铝标准溶出率的情况下，极大降低消耗性物料的量和固体排放物的量，且以硅酸镁为主要成分的脱碱赤泥，还可用于生产硅酸镁纤维和保温隔热材料等高附加值产品，可极大提高提铝的附加值。

此外，在处理含铝原料的烧结法提铝过程中，将生料焙烧成熟料的能耗是最大的。本发明人经过大量实验研究发现，用氧化镁前驱体代替部分或全部氧化钙前驱体进行焙烧提铝，在节省能耗方面也有很大的优势。当碳酸镁完全替代碳酸钙时，焙烧生成氧化物的过程中可节能30%以上，同时焙烧温度比现有烧结法也可降低200度以上，将带来能耗的进一步大幅降低，并且降低了焙烧工艺的保温要求，可采用较廉价的耐火材料。