一种改进的烧结法生产氧化铝的方法.pdf

一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，涉及一种氧化铝生产过程中烧结法粗液脱硅渣的处理方法。其特征在于将烧结法粗液脱硅的硅渣加入碱液、石灰CaO和拜耳法赤泥进行处理，处理后的浆液分离，分离得到的液相加入粗液系统，用于调整烧结法粗液的αk使之稳定，固相加入烧结法赤泥洗涤系统洗涤后外排，本发明的方法解决了湿法处理硅渣的难题，避免了硅渣在烧结法流程中的无效循环，从而降低了烧结法熟料折合比，提高了熟料窑的产能，取消烧结法种分系统，提高了烧结法系统的循环效率。

1.  一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于将烧结法粗液脱硅的硅渣加入碱液、石灰CaO和拜耳法赤泥进行处理，处理后的浆液分离，分离得到的液相加入粗液系统，用于调整烧结法粗液的α_k使之稳定，固相加入烧结法赤泥洗涤系统洗涤后外排。

2.  根据权利要求1所述的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的碱液为系统需要补的液碱与氢氧化铝洗液或赤泥洗液调配得到的，碱液的浓度N_k为50～250g/L、氧化铝浓度≤15g/L。
本发明的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的石灰CaO加入量按反应总配料中的CaO与SiO₂的质量比C/S为0.5～2.5加入。

3.  根据权利要求1所述的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的拜耳法赤泥为Fe₂O₃含量≥9％的高铁赤泥，加入量按硅渣和高铁赤泥混合后总的Fe₂O₃为5％～13％加入。

4.  根据权利要求1所述的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的将烧结法粗液脱硅的硅渣加入碱液、石灰CaO和拜耳法赤泥进行处理的固含为100～400g/L、处理温度为100～290℃，时间0.5～12小时。

一种改进的烧结法生产氧化铝的方法
技术领域
一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，涉及一种氧化铝生产过程中烧结法粗液脱硅渣的处理方法。
背景技术
在氧化铝生产过程中，烧结法粗液，需要经过常压、中压以及深度脱硅后得到硅量指数高的精液才可以去分解制取氢氧化铝，脱硅后的固相硅渣主要成分为钠硅渣和钙硅渣，其中含有有效成分氧化铝和氧化钠，丢掉会影响氧化铝的回收率，碱耗升高。目前工业生产中一般把硅渣与铝土矿(还有部分拜耳法赤泥)一起调配生料浆，通过熟料烧结来回收其中的有价成分氧化铝和氧化钠，但这样降低了熟料中氧化铝的含量，导致熟料折合比升高，降低了熟料窑的产能，能耗增加；同时由于硅渣成分波动较大，生料浆调配难度大、成分不稳定，影响熟料窑的平稳操作；还有在烧结法生产中为了调整粗液α_k，一般需要加入拜耳法分解母液，为保持物料平衡，设置烧结法种分系统，工序增多流程复杂，同时烧结法种分系统也会使烧结法母液循环效率降低。硅渣单独烧结处理可以回收其中的氧化铝和氧化钠，不再影响熟料窑的产能和操作的稳定，能提高烧结法的循环效率。但一方面硅渣单独烧结技术目前还不成熟，另外毕竟要通过高温烧结，能耗仍较高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能回收硅渣的有效成分，提高孰料窑的产能，稳定孰料窑操作，取消烧结法种分，简化生产流程，提高烧结法循环效率的改进的烧结法生产氧化铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于将烧结法粗液脱硅的硅渣加入碱液、石灰CaO和拜耳法赤泥进行处理，处理后的浆液分离，分离得到的液相加入粗液系统，用于调整烧结法粗液的α_k使之稳定，固相加入烧结法赤泥洗涤系统洗涤后外排。
本发明的方法，有效避免硅渣在烧结法流程的无谓循环，降低了烧结法熟料折合比，提高了熟料窑的产能，可以取消烧结法种分系统，提高了烧结法系统的循环效率。
本发明的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的碱液为系统需要补的液碱与氢氧化铝洗液或赤泥洗液调配得到的，碱液的浓度N_k为50～250g/L、氧化铝浓度≤15g/L。
本发明的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的石灰CaO加入量按反应总配料中的CaO与SiO₂的质量比C/S为0.5～2.5加入。
本发明的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的拜耳法赤泥为Fe₂O₃含量≥9％的高铁赤泥，加入量按硅渣和高铁赤泥混合后总的Fe₂O₃为5％～13％加入。
本发明的一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，其特征在于所述的将烧结法粗液脱硅的硅渣加入碱液、石灰CaO和拜耳法赤泥进行处理的固含为100～400g/L、处理温度为100～290℃，时间0.5～12小时。
一种改进的烧结法生产氧化铝的方法，通过一个简单的流程把硅渣进行单独湿法处理，回收其中的氧化铝和氧化钠，回收的溶液进入烧结法粗液系统调整α_k，剩余的残渣进入外排赤泥洗涤系统，经洗涤后外排。烧结法硅渣单独湿法处理，能耗低，氧化铝和氧化钠的回收率高。硅渣单独湿法处理后，硅渣无需再进窑烧结，可明显提高孰料窑的产能，降低熟料折合比，使烧结法生料浆调配简单、准确，孰料窑操作稳定。采用硅渣处理回收后的溶液调整粗液α_k，可以取消烧结法种分系统，简化生产流程，提高烧结法母液的循环效率。
具体实施方式
一种改进的烧结法生产氧化铝的烧结法的方法，对硅渣进行单独湿法处理，烧结法粗液脱硅的硅渣，包括常压、中压以及深度脱硅的硅渣也包括混联法中加入拜耳法赤泥作种子进行常压、中压脱硅后的硅渣。用碱液在一定条件下加入石灰CaO与高铁拜耳法赤泥(或其它高铁原料)一起处理，处理后的浆液分离，得到的液相加入粗液系统调整α_k，固相加入烧结法洗涤系统洗涤后外排。解决了硅渣单独湿法处理的难题，避免了硅渣在烧结法流程中的无谓循环，从而降低了烧结法熟料折合比，提高了熟料窑的产能。采用硅渣处理后得到的液相加入粗液系统调整α_k，可以取消烧结法种分系统，简化生产流程，提高烧结法系统的循环效率。
烧结法粗液常压、中压脱硅后的硅渣不再进入烧结法生料浆调配系统，而进行单独湿法处理，即采用碱液N_k浓度为50～250g/L，氧化铝浓度≤15g/L，按固含为100～400g/L加入硅渣和高铁拜耳法赤泥(Fe₂O₃≥9％)以及石灰，石灰按固体中总C/S(CaO与SiO₂的质量比)为0.5～2.5加入，拜耳法赤泥按硅渣和高铁拜耳法赤泥(或其它高铁原料)混合后总的Fe₂O₃为5～13％加入；在温度为100～290℃的条件下，反应0.5～12小时，然后进行固液分离，固相进入烧结法洗涤系统经洗涤后外排，得到的液相进入粗液系统调整α_k，处理后残渣的铝硅比在0.8以下，钠硅比在0.2以下，硅渣的氧化铝回收率可达40～60％，氧化钠回收率达50～90％。如果为混联法中采用拜耳法赤泥作种子进行常压、中压脱硅后的硅渣，其中Fe₂O₃≥5％，就无需再加入高铁拜耳法赤泥(Fe₂O₃≥9％)，直接按固体中总C/S(CaO与SiO₂的质量比)为0.5～2.5加入石灰，用碱液在上述条件下进行处理即可，效果基本相同。
实施例1
在碱液N_k为110g/L的条件下，按固含为200g/L加入中压脱硅后的硅渣(A/S为1.7，N/S为0.45，Fe₂O₃含量为1.84％)、高铁赤泥(Fe₂O₃含量为18％)和石灰，石灰的加入量按总C/S(CaO与SiO₂固相中的质量比)为2.1加入，高铁拜耳赤泥量按与硅渣混合后的总Fe₂O₃含量为10％加入，反应温度280℃，反应时间30min，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.73，钠硅比为0.08，硅渣的氧化铝回收率可达57％，氧化钠回收率达83％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例2
在碱液N_k为130g/L的条件下，按固含为300g/L加入硅渣(A/S为1.7，N/S为0.45，Fe₂O₃含量为1.84％)、石灰和高铁赤泥(Fe₂O₃含量为24％)，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.4加入，高铁拜耳赤泥量按与硅渣混合后总的Fe₂O₃含量为9％加入，反应温度260℃，反应时间2小时，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.64，钠硅比为0.16，硅渣的氧化铝回收率可达62％，氧化钠回收率达64％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例3
在碱液N_k为170g/L的条件下，按固含为250g/L加入硅渣(A/S为1.7，N/S为0.45，Fe₂O₃含量为1.84％)、石灰和高铁赤泥(Fe₂O₃含量为38％)，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.5加入，高铁拜耳赤泥量按与硅渣混合后总的Fe₂O₃含量为11％加入，反应温度240℃，反应时间2小时，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.54，钠硅比为0.11，硅渣的氧化铝回收率可达68％，氧化钠回收率达75％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例4
在碱液N_k为170g/L的条件下，按固含为150g/L加入硅渣(A/S为1.7，N/S为0.35，Fe₂O₃含量为2.82％)、石灰和高铁赤泥(Fe₂O₃含量为28％)，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.3加入，高铁拜耳赤泥量按与硅渣混合后总的Fe₂O₃含量为10％加入，反应温度200℃，反应时间3小时，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.74，钠硅比为0.11，硅渣的氧化铝回收率可达57％，氧化钠回收率达68％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例5
在碱液N_k为90g/L的条件下，按固含为150g/L加入硅渣(A/S为1.6，N/S为0.48，Fe₂O₃含量为9.82％)、石灰，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.1加入，反应温度270℃，反应时间1小时，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.69，钠硅比为0.17，硅渣的氧化铝回收率可达57％，氧化钠回收率达65％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例6
在碱液N_k为190g/L的条件下，按固含为200g/L加入硅渣(A/S为1.6，N/S为0.48，Fe₂O₃含量为9.82％))、石灰，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.9加入，反应温度250℃，反应时间90min，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.77，钠硅比为0.20，硅渣的氧化铝回收率可达52％，氧化钠回收率达58％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例7
在碱液N_k为210g/L的条件下，按固含为150g/L加入硅渣(A/S为1.6，N/S为0.48，Fe₂O₃含量为9.82％)、石灰，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.1加入，反应温度220℃，反应时间150min，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.79，钠硅比为0.19，硅渣的氧化铝回收率可达51％，氧化钠回收率达60％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。
实施例8
在碱液N_k为140g/L的条件下，按固含为200g/L加入硅渣(A/S为1.7，N/S为0.45，Fe₂O₃含量为1.84％)、石灰和粗铁矿(Fe₂O₃含量为46％)，石灰的加入量按C/S(CaO与SiO₂的质量比)为1.9加入，其中粗铁矿按与硅渣混合后总的Fe₂O₃含量为11％加入，反应温度270℃，反应时间1小时，处理后的固相残渣可以达到铝硅比为0.54，钠硅比为0.11，硅渣的氧化铝回收率可达68％，氧化钠回收率达75％，洗涤后可直接外排，液相进入粗液系统调整α_k。