專利名稱：新型鋁酸鈉溶出工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁的生產(chǎn)方法領(lǐng)域，特別涉及以鋁土礦為原料，生成鋁酸鈉溶液的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行工業(yè)氧化鋁的生產(chǎn)過程，主要有兩部分組成①由鋁土礦和堿混合，在一定的條件下反應(yīng)生成鋁酸鈉；②把鋁酸鈉在一定條件下進(jìn)行分解生成l(OH)3，Al(OH)3煅燒后生成Al2O3。
現(xiàn)行工業(yè)氧化鋁生產(chǎn)方法主要有“拜爾高壓溶出法”和“堿石灰燒結(jié)法”拜爾高壓溶出法工藝中的鋁酸鈉的生成，是采用鋁土礦和NaOH溶液混合，然后進(jìn)入礦漿儲(chǔ)槽中，在100℃～105℃下、保溫8h～10h進(jìn)行預(yù)脫硅，再用特制的高壓泵把預(yù)脫硅后的礦漿壓送到溫度230℃～280℃、壓力3.7MPa～6.5MPa的高壓溶出器中，使鋁土礦中Al2O3轉(zhuǎn)化成鋁酸鈉，鋁酸鈉再經(jīng)過分解、洗滌、煅燒后可得到氧化鋁。
拜爾高壓溶出法由于是在高壓、高溫下操作，因此，設(shè)備選材、制作工藝要求嚴(yán)格，配套設(shè)備多，投資巨大，并且存在化工介質(zhì)高壓爆炸的安全隱患。
堿石灰燒結(jié)法工藝中的鋁酸鈉的生成，是把鋁土礦、熟石灰、Na2CO3溶液和煤等物質(zhì)相互混合磨成礦漿后，用高壓噴槍把礦漿送到溫度1250℃～1350℃的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒。鋁土礦中的Al2O3在高溫下與Na2CO3反應(yīng)生成鋁酸鈉，鋁酸鈉經(jīng)過碳化分解后可生成Al2O3。
堿石灰燒結(jié)法在原料配比時(shí)，由于配入了大量熟石灰、煤等輔助材料，所以相對來講物料流量大，每噸熟料所能產(chǎn)出的Al2O3質(zhì)量少。由于礦漿是1250℃～1350℃下發(fā)生反應(yīng)生成鋁酸鈉的，因此，存在著建造費(fèi)用高、能源消耗量大、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低等諸多不利因素。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新型鋁酸鈉溶出工藝，該工藝與拜爾法高壓溶出工藝相比，新型酸鈉溶出工藝沒有礦漿在100℃～105℃下，保溫8h～10h預(yù)脫硅程序，也沒有壓力3.7MPa～6.5MPa的高壓設(shè)備，溶出過程是在與大氣相通的，長度很短的，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的。反應(yīng)過程容易操作，特別是各種晶型的鋁土礦在設(shè)定溫度下，鋁土礦中Al2O3和堿能夠在1分鐘內(nèi)(指鋁土礦的理論提取率下)全部轉(zhuǎn)化成鋁酸鈉的特點(diǎn)。該工藝與堿石灰燒結(jié)法工藝相比在原料配比方面，新型鋁酸鈉溶出工藝沒有大量的熟石灰、煤等輔助材料的加入，在溶出溫度方面，沒有1250℃～1350℃的高溫溶出過程。新型鋁酸鈉溶出工藝的溶出過程，對于最難溶出的一水硬鋁石來說，溶出溫度是在460℃±30℃、衡溫1分鐘的條件下就可把鋁土礦中Al2O3和堿反應(yīng)生成鋁酸鈉的。
綜上所述新型鋁酸鈉溶出工藝具有安全、環(huán)保、節(jié)能、建造費(fèi)用低、產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)過程容易、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所提供的新型鋁酸鈉溶出工藝包括下述步驟1)、將鋁土礦(一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石)和循環(huán)母液進(jìn)行配料；2)、在普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，把鋁土礦和循環(huán)母液，在敞口、室溫下攪拌10～20分鐘；3)、把混合后的礦漿用泵送到預(yù)脫水裝置內(nèi)進(jìn)行脫水，使礦漿成為含水率小于10％的固體混合物；4)、把固體混合物送入到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱，固體混合物在外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處運(yùn)行1分鐘后，鋁土礦中所含的Al2O3，轉(zhuǎn)化成固體鋁酸鈉；Al2O3·(1或3個(gè))H2O+2NaOH+H2O 2NaAlO2+2H2O↑5)、從回轉(zhuǎn)窯內(nèi)出來的固體鋁酸鈉混合物直接進(jìn)入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液組成的攪拌裝置內(nèi)，在常壓下進(jìn)行水解脫硅2NaAlO2+H2O+aq=2NaOH+Al2O3+aq6)、把水解、脫硅后的鋁酸鈉混合溶液進(jìn)行過濾，制得鋁酸鈉溶液和赤泥，赤泥洗滌后送赤泥堆場；7)、把鋁酸鈉溶液送入晶種分解槽中，添加晶種鋁酸鈉進(jìn)行分解，生成Al(OH)3和循環(huán)母液；8)、通過過濾得到固體Al(OH)3，在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后，可得產(chǎn)品級Al(OH)3和Al2O3；9)、把過濾后得到的液體——循環(huán)母液，送到多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行濃縮，使循環(huán)母液濃度增大，然后濃縮后的循環(huán)母液和鋁土礦繼續(xù)進(jìn)行混合配料；10)、上述工藝可循環(huán)操作，可源源不斷地生產(chǎn)出產(chǎn)品～Al(OH)3和Al2O3。
在上述第1)步驟中的配料要求為Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.36～1.52；在上述第4)步驟中當(dāng)所用鋁土礦是一水硬鋁石時(shí)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在460℃±30℃的范圍內(nèi)；當(dāng)所用鋁土礦是一水鋁軟石、三水鋁石時(shí)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在330℃～400℃范圍內(nèi)；在上述第6)步驟中所制得的鋁酸鈉溶液和赤泥其Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.52～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250；在上述(配料程序中)鋁土礦在配料時(shí)要求細(xì)度如下一水硬鋁石在120～160目范圍內(nèi)；一水軟鋁石和三水鋁石在60～100目范圍內(nèi)；在上述(配料程序中)的循環(huán)母液是指由H2O、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Al2O3及少量SiO2、Fe2O3組成的液體混合物。
下面就本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及詳細(xì)說明配合附圖和所給出的實(shí)施例進(jìn)行說明如下。


圖1是本發(fā)明新型鋁酸鈉溶出工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，本發(fā)明所提供的新型鋁酸鈉溶出工藝主要包括下述步驟將鋁土礦(包括一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石及其它含鋁礦物)和循環(huán)母液在常溫下攪拌→預(yù)脫水→加入到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)→得到固體鋁酸鈉→與赤泥洗液和Al(OH)3混合水解脫硅→過濾后得到Na2O與Al2O3→鋁酸鈉溶液在晶種分解后進(jìn)行過濾制得Al(OH)3和循環(huán)母液→洗滌煅燒后可得到產(chǎn)品→氫氧化鋁和氧化鋁。
實(shí)施例1用新型鋁酸鈉溶出工藝，以山西塑洲一水硬鋁石為原料進(jìn)行生產(chǎn)，礦石組成如下

實(shí)施步驟如下1、將一水硬鋁石粉碎到過150目篩(篩余量小于8％)和循環(huán)母液(按Na2O∶Al2O3摩爾比1.50～1.52進(jìn)行配料(備注當(dāng)?shù)谝淮尾僮鲿r(shí)，無循環(huán)母液時(shí)，可用氯堿工業(yè)中的液體NaOH或用固體NaOH+H2O溶解制取)；2、在普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌10～20分鐘；3、把混合后的礦漿用泵送到高速離心噴霧干燥器或其它干燥裝置及礦漿蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫水，使礦漿成為含水≤10％的固體混合物；4、把經(jīng)過預(yù)脫水的固體混合物進(jìn)入到長度6m～9m，直徑隨產(chǎn)量的增大而增大的外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在460℃±30℃的范圍內(nèi)，固體混合物在外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行時(shí)間10～16分鐘，即可完成鋁土礦中Al2O3和堿反應(yīng)生成鋁酸鈉的反應(yīng)過程；5、從回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行出來的鋁酸鈉固體混合物，可直接進(jìn)入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液組成的、普通碳鋼制成的，與大氣相通的攪拌裝置內(nèi)。使溶液溫度控制在85℃～95℃、攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90r/min～110r/min、Al2O3含量達(dá)到128g/L～130g/L、Na2O含量達(dá)到120g/L～123g/L的范圍內(nèi)進(jìn)行水解脫硅，攪拌裝置運(yùn)行3h～4h后停止攪拌；6、把水解脫硅后的鋁酸鈉溶液混合物進(jìn)行過濾，可得到Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.52～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液；7、鋁酸鈉溶液在經(jīng)過葉濾機(jī)后進(jìn)入晶種分解槽，在添加晶種的條件下攪拌可制得固體Al(OH)3和循環(huán)母液；8、固體Al(OH)3經(jīng)過洗滌、煅燒等程序后，可得到產(chǎn)品級Al(OH)3和Al2O3；9、循環(huán)母液經(jīng)過多效降膜蒸發(fā)器得以濃縮，經(jīng)過濃縮后的循環(huán)母液返回第1程序繼續(xù)和礦石進(jìn)行混合配料，溶出下一批產(chǎn)品。
實(shí)施例2用新型鋁酸鈉溶出工藝，以河南一水軟鋁石為原料進(jìn)行生產(chǎn)，礦石成分如下

實(shí)施步驟如下1、將一水軟鋁石粉碎到過100目篩(其篩余量不得超過10％)后和(上述實(shí)例中第7程序中)濃縮后的循環(huán)母液按Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.48～1.51進(jìn)行配料；2、在普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，在敞口、室溫下攪拌10～20分鐘；3、把混合后的礦漿用泵送到高速離心噴霧干燥器或其它干燥裝置及礦漿蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫水，使礦漿成為含水≤10％的固體混合物；4、把經(jīng)過預(yù)脫水的固體混合物進(jìn)入到長度6m～9m，直徑隨產(chǎn)量的增大而增大的外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在380℃±30℃的范圍內(nèi)，固體混合物在外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運(yùn)行時(shí)間10～16分鐘，即可完成鋁土礦中Al2O3和堿反應(yīng)生成鋁酸鈉的反應(yīng)過程；5、從回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行出來的鋁酸鈉固體混合物，可直接進(jìn)入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液組成的、普通碳鋼制成的，與大氣相通的攪拌裝置內(nèi)。使溶液溫度控制在85℃～95℃、攪拌裝置轉(zhuǎn)速控制在90r/min～110r/min、Al2O3含量達(dá)到128g/L～130g/L、Na3O含量達(dá)到120g/L～123g/L的范圍內(nèi)進(jìn)行水解脫硅，攪拌裝置運(yùn)行3h～4h后停止攪拌；6、把水解脫硅后的鋁酸鈉溶液混合物進(jìn)行過濾，可得到Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.52～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250的鋁酸鈉溶液；7、鋁酸鈉溶液在經(jīng)過葉濾機(jī)后進(jìn)入晶種分解槽，在添加晶種的條件下攪拌可制得固體Al(OH)3和循環(huán)母液；8、固體Al(OH)3經(jīng)過洗滌、煅燒等程序后，可得到產(chǎn)品級Al(OH)3和Al2O3；9、循環(huán)母液經(jīng)過多效降膜蒸發(fā)器得以濃縮，經(jīng)過濃縮后的循環(huán)母液返回第1程序繼續(xù)和礦石進(jìn)行混合配料，溶出下一批產(chǎn)品。
以上所述則是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)手段，根據(jù)本文的揭露或教導(dǎo)可衍生推導(dǎo)出許多的變更與修正，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作出的等效改變，其所產(chǎn)生的作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋的實(shí)質(zhì)精神時(shí)，均應(yīng)視為在本發(fā)明的技術(shù)范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型鋁酸鈉溶出工藝，其特征在于其工藝包括下述步驟1)、將鋁土礦(一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石)和循環(huán)母液進(jìn)行配料；2)、在普通碳鋼制成的攪拌裝置內(nèi)，把鋁土礦和循環(huán)母液，在敞口、室溫下攪拌10～20分鐘；3)、把混合后的礦漿用泵送到預(yù)脫水裝置內(nèi)進(jìn)行脫水，使礦漿成為含水率小于10％的固體混合物；4)、把固體混合物送入到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)加熱，固體混合物在外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處運(yùn)行1分鐘后，鋁土礦中所含的Al2O3轉(zhuǎn)化成固體鋁酸鈉；Al2O3·(1或3個(gè))H2O+2NaOH+H2O 2NaAlO2+2H2O↑5)、從回轉(zhuǎn)窯內(nèi)出來的固體鋁酸鈉混合物直接進(jìn)入由赤泥洗液和Al(OH)3洗液組成的攪拌裝置內(nèi)，在常壓下進(jìn)行水解脫硅2NaAlO2+H2O+aq＝2NaOH+Al2O3+aq6)、把水解、脫硅后的鋁酸鈉混合溶液進(jìn)行過濾，制得鋁酸鈉溶液和赤泥，赤泥洗滌后送赤泥堆場；7)、把鋁酸鈉溶液送入晶種分解槽中，添加晶種鋁酸鈉進(jìn)行分解，生成Al(OH)3和循環(huán)母液；8)、通過過濾得到固體Al(OH)3，在經(jīng)過洗滌、煅燒程序后，可得產(chǎn)品級Al(OH)3和Al2O3；9)、把過濾后得到的液體——循環(huán)母液，送到多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行濃縮，使循環(huán)母液濃度增大，然后濃縮后的循環(huán)母液和鋁土礦繼續(xù)進(jìn)行混合配料；10)、上述工藝可循環(huán)操作，可源源不斷地生產(chǎn)出產(chǎn)品～Al(OH)3和Al2O3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁酸鈉溶出工藝其特征在于在上述第1)步驟中的配料要求為Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.36～1.52。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁酸鈉溶出工藝其特征在于在上述第4)步驟中，當(dāng)所用鋁土礦是一水硬鋁石時(shí)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在460℃±30℃的范圍內(nèi)；當(dāng)所用鋁土礦是一水鋁軟石、三水鋁石時(shí)，外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)最高溫度處溫度控制在330℃～400℃范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁酸鈉溶出工藝其特征在于在上述第6)步驟中，所制得的鋁酸鈉溶液和赤泥其Na2O∶Al2O3摩爾比MR＝1.52～1.56，硅量指數(shù)A/S＞250。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁酸鈉溶出工藝其特征在于上述(配料程序中)鋁土礦在配料時(shí)要求細(xì)度如下一水硬鋁石在120～160目范圍內(nèi)；一水軟鋁石和三水鋁石在60～100目范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁酸鈉溶出工藝其特征在于上述(配料程序中)的循環(huán)母液是指由H2O、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Al2O3及少量SiO2、Fe2O3組成的液體混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型鋁酸鈉溶出工藝，其主要步驟包括將鋁土礦(包括一水硬鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石及其它含鋁礦物)和循環(huán)母液在常溫下攪拌→預(yù)脫水→加入到外加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)→得到固體鋁酸鈉→與赤泥洗液和Al(OH)
文檔編號C01F7/00GK101070174SQ20071011056
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者孫松濤 申請人:內(nèi)蒙古聯(lián)合工業(yè)有限公司