[发明专利]一种铝镁联产工艺

说明书

本发明公开了一种铝镁联产工艺，具体包括以下步骤：(1)将铝熔化进行离心造粒，或将铝锭进行切削造粒，或将硅含量≤4％的铝硅合金回收加工成铝合金粒，得到铝还原剂；(2)将白云石进行高温焙烧，粉磨过筛，得到焙烧白云石粉；(3)将铝还原剂和焙烧白云石粉混合均匀，制成扁圆形球团料；(4)将扁圆形球团料进行真空热还原，得到粗金属镁和高温还原渣；(5)将高温还原渣加入余热锅炉，产生的蒸汽用作加热铝矾土碱浸取液的热源，同时得到铝酸钙还原渣；(6)将铝酸钙还原渣进行研磨粗碎，粉碎过筛，用作铝矾土浸取氧化铝的浸取原料。本发明将金属铝和金属镁的冶炼工艺紧密关联在一起，降低了能源的消耗，对环境友好，具有更大的市场竞争能力。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，更具体的说是涉及一种铝镁联产工艺。

背景技术

铝和镁均为银白色的轻金属，比强度、比刚度都比较高，而且都是目前世界上应用最广泛的轻型金属结构材料，广泛应用于航空、航天、武器装备、新型交通工具、工程机械、石油化工电子通讯、电力等行业，而中国又是铝和镁两种金属的最大生产国。

对于金属镁的生产工艺，皮江法炼镁在中国占总产量的95％以上。皮江法炼镁的原料为白云石，经焙烧产生氧化镁和氧化钙的复合氧化物，在高温和真空条件下，采用硅铁作还原剂选择性地和复合氧化物中氧化镁反应得到粗金属镁，粗镁再经精炼制得合格的金属镁熔体，通过加入铝、硅、锌、锰、锆、锂、稀土元素制成各种不同成分和性能的合金，用于各个部门。

由于各种因素存在的原因，皮江法炼镁过程中要产生一种含有5％-10％氧化镁的硅酸钙还原渣。这种硅酸钙还原渣理论上是硅酸盐水泥的主要成分，但由于其中氧化镁的存在以及还原过程中高温下渣中游离氧化钙被严重过烧，和水反应的速度极慢，如果用这种硅酸钙还原渣做硅酸盐水泥，以上两种因素都会严重影响水泥质量，所以不能用来生产水泥，因此，皮江法炼镁的还原渣对环境造成了极大危害，这一技术问题，是皮江法炼镁过程中尚未得到解决的难题。

同时，皮江法炼镁过程中还有以下情况产生：(1)金属镁生产过程中的白云石的焙烧要产生大量的CO₂废气，每吨白云石大约放出0.47-0.7吨纯净的CO₂，对环境造成极大污染，又无处理方法；(2)因为金属镁生产过程中要进行多次的高温加热过程，如白云石的焙烧，镁的还原，镁的精炼，锅炉蒸汽的产生，绝大部分运行温度都在1200℃以上，都需要Al₂O₃含量在75％的高档耐火材料，平均每3-4万吨金属镁生产就要有1万吨以上废弃耐火材料排出，另外还包括用于高温的保温材料硅酸铝纤维的排出，这大量的废弃耐火材料、保温材料等固体废弃物都是金属镁生产过程中难于处理的问题；(3)皮江法金属镁生产过程中的还原渣，量大而且目前尚无有效利用方法，1200℃以上的还原渣从还原罐中排出，1200℃的高温显热，以及还原渣的粉化对环境造成粉尘的污染，这些都是难以解决的。

对于金属铝的生产工艺，生产原料为铝矾土，主要成分为氧化铝的水合物，杂质主要是二氧化硅和氧化铁，还有一些氧化钒及氧化钛等杂质。金属铝的生产主要是在碱性条件下浸出提取铝矾土中的氧化铝，其中，二氧化硅含量的高低决定了氧化铝的生产成本，铝酸钙中硅含量较低、属A/S比值(式中A代表氧化铝含量，S代表二氧化硅含量)较高的优质氧化铝生产原料适合先进的拜耳法工艺。目前，中国的氧化铝产能已占世界总产能的50％以上，但优质铝土矿仅占世界总储量的3％，矿石资源储量不足，严重制约了氧化铝工业的发展。由于目前铝行业竞争极为激烈，一般采用从澳大利亚进口高A/S的三水铝石型铝土矿生产金属铝，随着全世界的铝矾土资源大量的开采，资源越来越少，价格越来越高。

另外，在铝钒土提取氧化铝的工艺中，采用碱浸出法提取铝钒土的氧化铝，浸出后形成铝酸钠，净化后采用CO₂进行碳酸化分解使铝酸钠溶液中铝成分以氢氧化铝的形态沉淀出来，所以氧化铝生产过程中还需要大量CO₂用作氢氧化铝的沉淀剂。还有，为了加速铝矾土中碱溶浸的速度，采用蒸汽加热是其工艺的主要工艺手段，所以在铝矾土提取氧化铝的工艺过程中还需大量一定压力的水蒸汽用于浸取工艺。