[发明专利]一种基于球团法利用低品位铝土矿生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼领域，具体涉及一种球团法冶炼铝土矿的方法。

背景技术

我国铝土矿资源品位(铝硅比)较低，用传统烧结法的生产工艺处理，不仅造成氧化铝生产工艺复杂，而且增加了氧化铝生产的难度和生产成本。因此，目前我国大部分企业均只采用拜耳法工艺，对中低品位矿，如果直接用单纯的拜耳法处理，将造成碱耗高、溶出率差、成本急剧升高，特别是我国铝土矿中还含有伊利石等硅矿物，不能通过简单的预脱硅予以去除，这些矿物在矿浆升温预热过程中易于发生反应，在换热面上析出钠硅渣，成为结疤，使传热系数迅速下降。

另一方面，铝工业是我国的基础产业，经济建设对铝土矿的需求量很大，而我国又大多数是中低品位的铝土矿。随着铝土矿供矿品位下降的趋势日益加剧，我国许多铝土矿资源因品位低难以利用，不得不从国外大量进口，资料表明，近年来我国铝土矿铝资源的对外依存度高达55％。目前能够工业化处理低品位铝土矿的方法只有传统的烧结法技术，但由于其工艺流程复杂、能耗高，造成生产成本居高不下，目前我国的烧结法生产线已基本处于停产状态。

虽然根据我国铝土矿资源的特点，一些科研单位和企业相应开发出了串联法和混联法等技术以降低碱耗、提高氧化铝的回收率，但是这两种方法均需采用烧结法，这造成生产系统复杂庞大、基建投资增加、能耗高、难于控制、产品质量较差等一系列问题，经济性不佳，因此也逐步处于减产或停产状态。

如何有效利用铝硅比5以下的中低品位铝土矿，解决我国铝土矿资源相对不足的难题，已成为当务之急。

发明内容

针对本领域存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于球团法利用低品位铝土矿生产氧化铝的方法，克服现有的碱石灰烧结法工艺的不足，改进和简化工艺，以实现降低生产成本的目的。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种基于球团法利用低品位铝土矿生产氧化铝的方法，包括以下步骤：

(1)铝土矿、石灰石矿、纯碱和碱液进行配料，其中碱液为循环铝酸钠溶液，配料比例按质量份计，铝土矿35～45份、石灰石26～35份、纯碱5～15份，配料完成后，水分控制在15～26％；

(2)将配好的料加入混料机进行充分混合，再用圆盘造球机造球团，球团粒径为8～20mm；

(3)将成品球团经过烘干、干燥、预热、烧结和冷却五个阶段烧结成烧结球团，然后将烧结球团采用立磨进行干磨，磨细为-0.074mm占90％以上的熟料粉末；

(4)将熟料粉加调整液进行溶出，溶出条件为液固比3～4:1，溶出时间为15～20分钟，温度为75℃；

(5)将步骤(4)得到的溶液与铝酸钠结晶混合溶解后进行脱硅；脱硅温度160～180℃，时间1～2小时；

(6)将步骤(5)得到的溶液加氢氧化铝晶种进行种分分解，分解得到Al(OH)₃，然后焙烧得到氧化铝；

(7)将步骤(6)得到的种分母液分两步进行蒸发和排盐，第一步蒸发到碱液浓度为Na₂O 280～300g/L，然后再采用镍材蒸发器进行第二步蒸发排盐，得到碱液浓度为Na₂O 500～600g/L；

(8)将第二步蒸发后的种分母液进行降温结晶，得到铝酸钠晶体，铝酸钠晶体再加入到步骤(5)中进行溶解循环；

(9)将步骤(8)得到的母液与步骤(7)得到的纯碱(即排盐得到的盐)和步骤(5)得到的硅渣(硅渣有少量，返回第(1)步以再提氧化铝)进行混合，然后作为配料碱液返回到步骤(1)中，实现碱液循环。

本发明技术所采用的铝土矿为铝硅比5以下的低品位铝土矿；

其中，所述步骤(1)中，将铝土矿和石灰石矿分别破碎至2～5mm以下，再磨细至粒度为-0.074mm占85％以上的粉末(粉末中粒度0.074mm以下的颗粒占85％以上)。

其中，所述步骤(1)中，碱液浓度为Na2O 500～600g/L，苛性化系数αk＝12～30。

其中，所述步骤(2)中，用圆盘造球机造球团中加入和步骤(1)同样的碱液，造球加液量与步骤(1)配料的碱液体积比为13：87。

进一步地，所述步骤(3)中，将成品球团经过烘干、干燥、预热、烧结和冷却五个阶段烧结成烧结球团，五个阶段温度控制为100～130℃、600～650℃、900～950℃、1000～1350℃、80～100℃，五个阶段时间控制为5分钟、10分钟、10分钟、30～50分钟、10分钟。