[其他]石灰—拜耳法处理—水型铝土矿生产氧化铝的工艺

说明书

本发明属于生产氧化铝的工艺方法（COIF7/02）。

拜耳法处理铝土矿生产氧化铝的工艺是公知的。它是用铝酸钠碱溶液压煮浸出铝土矿，使其中的氧化铝进入液相，后经析出生产出固体氧化铝水合物。在处理一水型铝矿时，若矿石中含有TiO₂，则要添加相应的石灰进行压煮浸出，使TiO₂转化为钙钛矿。但是在压煮条件下，矿石中的SiO₂与铝酸钠碱溶液反应生成含水铝硅酸钠，随残渣-赤泥排出生产流程，造成碱的化学损失;赤泥的排出与堆放导致环境污染，而赤泥的工业利用目前也尚未取得令人满意的结果。

本发明的目的是提供一种减少或避免碱的化学损失的拜耳法流程-石灰拜耳法，以处理一水型铝土矿生产氧化铝，同时给出工业利用弃赤泥的一种有效途径。

本发明的特征是，用拜耳法处理铝硅比大于6的一水型铝土矿生产氧化铝时，对矿石中的SiO₂也要添加相应的石灰进行压煮浸出，使SiO₂部分或全部生成含水铝硅酸钙，从而减少或避免了碱的化学损失。

本发明不改变拜耳法工艺的基本特征和设备，而只是对矿石中的SiO₂也要添配石灰进行料浆制备和压煮浸出。所处理的矿石必须是一水型铝土矿，其铝硅重量比应大于6，较佳的矿石铝硅比为8-15。所添配的石灰为工业石灰，其添加量按CaO/SiO₂（所加石灰中的CaO与矿石中SiO₄的重量比）计算，CaO/SiO₂一般可控制在1.5-3.0，较好的是2.0-3.0。压煮器中浸出矿石时，温度可控制在200-300℃，最佳温度依矿石浸出性能而异。压煮后的矿浆用低浓度铝酸钠碱溶液稀释后进行液固分离，即沉降和过滤。本工艺的赤泥具有优越的沉降、过滤性能。滤饼即是赤泥，经洗涤除去附着碱。若拟用赤泥为原料生产硅酸盐水泥或其他水泥，则弃赤泥的Na₂O和K₂O含量的总和应小于3%，最好是在2%以下。

具体实施例给出了使用石灰-拜耳法工艺流程生产氧化铝的一种有效方式。详述如下：本工艺使用拜耳法原有的流程和设备，所处理的铝土矿Al₂O₃/SiO₂为8，其化学组成（重量百分比为）SiO₂8.97，Fe₂O₃1.2，Al₂O₃71.7，TiO₂2.9，CaO0.2，MgO0.1，Na₂O0.1KO0.05，灼碱13.8。该铝土矿的矿物组成是，一水硬铝石约70%，一水软铝石少量，高岭石约20%，云母类矿物少量以及少量的锐钛矿和金红石。所用的石灰为工业石灰，石灰的添加量按CaO/SiO3.0计算，由于矿石中含有TiO₂，与拜耳法一样，还要再加配一些石灰，这部分石灰量按CaO/TiO₂为0.7计算。备好的铝土矿，石灰和不饱和铝酸钠碱溶液（分解母液经蒸发处理）分别送入矿浆制备单元以制备原矿浆。原矿浆经一段时间的予脱硅后送入压煮浸出单元，在240℃下浸出铝土矿中的氧化铝，溶出时间0.5-3.0小时，压煮后的矿浆由赤泥与饱和铝酸钠碱溶液构成，所获得的饱和溶液成分为（克/升）：Al₂O₃160-230，苛性Na₂O150-250，碳酸Na₂O-20，苛性化系数1.60。上述压煮矿浆用来自赤泥洗涤单元的稀铝酸钠碱溶液稀释后送入赤泥沉降槽进行液固分离，其溢流送入叶滤机过滤，滤后的溶液送入种子揽拌分解槽进行分解，析出的氢氧化铝经洗涤、焙烧后产出成品氧化铝。种分母液经蒸发回返回配料。而赤泥沉降槽的底流送入赤泥洗涤单元，该单元的溢流用于冲稀压煮后的矿浆，而底流送入生产水泥的流程中去。

与传统拜耳法相比较，本发明的优点是，由于对矿石中的SiO₂也添配了石灰进行压煮浸出，使SiO₂部分或全部生成含水铝硅酸钙，从而部分或全部避免了碱的化学损失，赤泥的洗涤、过滤性优越，而且可以作为生产硅酸盐水泥和其他水泥的原料，作到废物利用，消除了赤泥堆积而造成的环境污染。