[发明专利]强化烧结法氧化铝生产工艺

说明书

本发明涉及一种氧化铝生产工艺，特别涉及一种强化烧结法的氧化铝生产工艺。

目前世界上氧化铝工业生产方法主要是碱法，包括烧结法和拜尔法以及由此两种基本方法组合形成的联合法，世界上90％的氧化铝产品采用拜尔法工艺生产，它的原料是高铝硅比(A/S)矿石，对于铝硅比低于4.5的铝土矿采用拜尔法就很不经济了，只有采用烧结法；世界上采用烧结法工艺生产氧化铝的主要国家有前苏联、中国和希腊，我国的烧结法是从前苏联引进的，虽经过40多年的理论研究和生产实践，改善了烧结法工艺，但理论框架没有突破，称之为传统的烧结法生产工艺。

传统的烧结法熟料配方采用低碱([N/R]＜1.0)、高钙([C/S]＞2.0)配方其理论核心是：低A/S矿石配制的生料浆中的氧化铝与氧化钠在熟料烧成过程中生成铝酸钠，主要杂质SiO2、TiO2与CaO分别生成硅酸二钙和钙钛矿，杂质Fe2O3与氧化钠生成铁酸钠。在溶出分离工序，铝酸钠溶于碱液，熟料烧成过程中生成的极少量不稳定的α-硅酸二钙与溶出液相互作用，造成少量SiO2进入溶液及少量的氧化铝因二次反应损失，而大部分硅酸二钙及钙钛矿不溶于溶液是弃赤泥的主体，铁酸钠在溶出过程中，氧化钠进入溶液，氧化铁进入赤泥。建立在这一理论基础上的烧结法生产工艺因而具有以下缺点：

1、处理的矿石品位较低，烧成熟料氧化铝含量低(只有34％-35％)、a/s低(≤3.4)，从而造成整个生产系统处理的固体物料量大。

2、烧结温度高、烧成温度范围窄，特别是随着熟料A/S的提高，烧成窑的操作愈来愈困难，生产上烧成熟料的A/S最高限值为3.5。

3、由于烧成过程中，SiO2大部分与CaO2形成2CaO·SiO2，并且少量不稳定的α’-2CaO·SiO2形成及游离的CaO的存在，二次反应损失成为传统烧结法难以克服的薄弱环节，造成氧化铝溶出率降低。

4、由于熟料氧化铝含量低、溶出率低，溶出工序受赤泥分离的限制及二次反应的影响，溶出液氧化铝浓度低，湿法系统氧化铝浓度普遍较低。

5、为了限制二次反应的进行，采用低αK溶出技术(溶出αK在1.2左右)并对Nc浓度有一定的限制范围，采用碳分母液和赤泥洗液作为调整液的重要组成部分。溶出液浓度水平最终维持在115g/l左右，经两次脱硅后所制得的精液氧化铝浓度只有90-95g/l。湿法系统低浓度运行，造成湿法系统液量循环量大。

6、生产传统的较大的固体物烊处理量、较大的液体循环量，造成整个系统在同样设备配制条件下生产能力降低，原、燃、物料及水、电、风、汽等动力消耗量增加，生产经济技术指标低下，生产成本较高。

有鉴于此，如何能利用原有的设备，采用烧结法处理高铝硅比的铝矿石，使得产出率高，工艺简单、成本低，正是本发明研创动机所在。

本发明设计人凭借多年从事氧化铝研究生产加工等领域的实际经验和对客观实际需要，在反复研究论证的基础上，做一全新工艺设计构成，终得本发明一种强化烧结法工艺的产生。

针对现有技术的不足，本发明的目的是设计一种高A/S矿石采取烧结法生产氧化铝工艺，其仍然具有很好的经济性和产出率。

本发明的熟料配方采用饱和的碱比([N/R]＝1)、不饱和钙比([C/S]＜1.5)配方，其理论依据是：高A/S矿石配制的生料浆中的氧化铝与氧化钠在熟料烧成过程中生成铝酸钠，主要杂质SiO2和TiO2除了分别形成硅酸二钙、钙钛矿外，还有硅酸钠、铝硅酸钠存在。在溶出过程中硅酸钠、铝硅酸钠中的氧化铝、氧化硅、氧化钠可以进入溶液，不至于造成氧化铝和氧化钠的损失，进入溶液的SiO2在后续的脱硅工序中被脱去，压煮脱硅产生的钠硅渣加石灰乳强化溶出进一步回收氧化钠后外排。

本发明的目的可以按下述方法实现：高铝硅比矿石与石灰石和煤烧制成的石灰、煤、蒸发碳母、碱粉进行原料磨制制得合格的生料浆，生料浆经烧成工序而得到熟料，将熟料进行溶出，再经赤泥分离得到粗液，粗液经压煮脱硅、硅渣分离得到一次精液，再经常压脱硅、钙硅渣分离，得到二次精液，二次精液分别经碳分和种分可以得到氢氧化铝浆液，再经分离、洗涤后的氢氧化铝经焙烧得到氧化铝成品，碳分母液经蒸发返回配料，种分母液直接送溶出工序作调整液，从而实现碱的循环利用，一次硅脱浆液经硅渣分离所得到的钠硅渣经石灰乳强化溶出和赤泥分离所得的赤泥经洗涤后外排，而得到的洗液再作为调整液循环利用。常压脱硅经硅渣分离后所得钙硅渣返回配料。

图1为本发明的工艺流程框图。