[发明专利]一种制酸联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺

说明书

本发明提供了一种制酸联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺，包括如下步骤：将磷石膏、低品铝土矿、添加剂和改性剂混合研磨制成生料，焙烧得熟料；熟料溶出，并进行固液分离；将分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；将硫化物加工制得硫酸；将分离得到的溶液制备高纯氧化铝粉；将高纯氧化铝粉与氧化锆、碳化硅、氧化钴、铬粉、钼粉、镍粉和聚丙烯酸纳混合均匀，经加水球磨、干燥得混合粉料，将混合粉料静压成型，烧结得氧化铝陶瓷缸套材料。本发明具有制酸和制备氧化铝陶瓷缸套材料成本低，磷石膏及低品铝土矿的利用率高，工艺简单，用高纯氧化铝粉制备的氧化铝陶瓷缸套材料具有耐磨、耐腐蚀、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及一种制酸联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺，属于冶金化工领域。

背景技术

我国铝土矿大部分为一水硬铝石型，占到资源总量的98%以上，特点是高硅、高铝、低铁，矿石整体铝硅比较低，80%以上的是中低品铝土矿，低品位铝土矿中铝硅比小于4，铝硅比大于9的矿石仅18.5%左右，因此开发中低品铝土矿资源，是实现我国氧化铝工业可持续发展的必经之路。

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙（CaSO₄），其含量一般可达到70-90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。

近年来，在深井、硬岩层、海洋钻探等复杂地质条件下钻井，大力推广的高泵压和大排量条件下的喷射钻井技术对钻进泵缸套的耐磨性、耐蚀性提出了更高的要求。在现有的技术中有一种能够在深井、硬岩层、海洋钻探等复杂地质条件下适用的氧化铝陶瓷缸套材料，且该氧化铝陶瓷缸套材料具有耐磨性及韧性好、使用寿命长、缸套耐腐蚀性强、可适应海洋钻探的特点，但是在氧化铝陶瓷缸套材料的生产中，氧化铝陶瓷缸套材料的制备原料中含有大量的高纯氧化铝粉，而高纯氧化铝粉的制作工艺复杂、生产成本高，导致高纯氧化铝粉成品价格贵，大大的增加了氧化铝陶瓷缸套材料的生产成本。

现目前，针对磷石膏和低品铝土矿的综合利用的技术很少，基本上集中在建材和铺路等传统领域，这造成了磷石膏和低品铝土矿中大量高价值成分的浪费，附加值非常低。而将磷石膏和低品铝土矿综合利用来制酸，同时联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺，未见报道。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种制酸联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺。本发明具有制酸和制备氧化铝陶瓷缸套材料成本低，磷石膏及低品铝土矿的利用率高，工艺简单，用高纯氧化铝粉制备的氧化铝陶瓷缸套材料具有耐磨、耐腐蚀、使用寿命长的特点。

本发明的技术方案

一种制酸联产氧化铝陶瓷缸套材料的工艺，包括如下步骤：

A、将磷石膏、低品铝土矿、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料；

B、将步骤A制得的熟料以液固体积比为4-6:1进行水磨溶出，并进行固液分离；

C、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；

D、将步骤C分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；

E、将步骤B分离得到的溶液加入氧化钙恒温搅拌，过滤得高纯偏铝酸钠溶液，向高纯偏铝酸钠溶液中通入CO₂气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后得氢氧化铝；

F、将步骤E制得的氢氧化铝加入盐酸搅洗3-4次，再进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性，得高纯氢氧化铝，将高纯氢氧化铝焙烧，得高纯氧化铝粉；