一種拜爾法溶出添加劑的製備方法
2023-06-04 02:13:11
專利名稱：一種拜爾法溶出添加劑的製備方法
技術領域：
一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，涉及採用一水硬鋁石型鋁土礦進行拜爾法溶出過程中，為降低溶出赤泥中的鋁矽比、鈉矽比而採用的溶出添加劑的製備方法，特別是拜爾法溶出添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O的製備方法。
背景技術：
在處理一水硬鋁石型鋁土礦的拜爾法溶出過程中，通常按幹礦石量的5％～8％加入石灰作為溶出添加劑，石灰的加入，可以提高氧化鋁的溶出速度、降低鹼耗，但通常情況下，溶出赤泥的鋁矽比為1.5～2.0，鈉矽比為0.6左右。這部分溶出赤泥，如不進行回收，則造成鹼的大量損失，並使礦石的利用率下降；若進行回收，則需採用能耗較高的燒結法處理，使整個生產過程的能耗升高。一種新型的溶出添加劑水化鐵酸鈣可代替石灰能使溶出赤泥的鋁矽比降低到0.5～0.9，鈉矽比降低到0.1～0.3左右，實現拜爾法經濟處理中低品位鋁土礦的目的。但存在製備方法複雜，需用鐵礦石和石灰石在燒結溫度為1160～1260℃範圍內，燒結60～90min，得到2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸二鈣按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰在一定溫度(25～60℃)鹼液濃度(30～80g/l)條件下，一定固含(200～300g/L)反應6～8小時水化得到水化鐵酸鈣，這樣得到的為六方晶形結構，由於鐵水化石榴石為立方晶形結構，還需再在較高溫度、較高鹼濃度的條件下進行轉相處理後形成立方晶形結構，才能作為溶出添加劑使用，達到降低鹼耗，提高氧化鋁回收率的目的，添加劑製備流程很複雜。
發明內容
本發明的目的是針對上述已有技術存在的不足，提供一種可以優化轉相過程，製備流程簡單，能滿足降低溶出赤泥的鋁矽比、鈉矽比，使拜爾法溶出赤泥可以直接外排，達到取消混聯法生產氧化鋁的燒結法部分，使中、低品位的一水硬鋁石型鋁土礦能採用純拜爾法處理目的拜爾法溶出添加劑製備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實施的。
一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，其特徵在於製備過程為a.用鐵礦石和石灰石燒成鐵酸二鈣2CaO·Fe2O3；
b.按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件如下鹼液濃度Nk為100-300g/L，固含為50-300g/L，溫度為80～160℃，反應時間0.5-16小時，得到添加劑。
本發明一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，用鐵礦石和石灰石燒成鐵酸二鈣2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加石灰在一定的條件下轉相處理，形成立方晶形結構，作為溶出添加劑使用，礦石中的矽礦物最終轉化為以鐵水化石榴石的形式析出降低溶出赤泥的鋁矽比和鈉矽比。
使用本發明的一種拜爾法溶出添加劑製備方法製備的添加劑時，是按鋁土礦中的矽全部生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝1.5～2.6加入添加劑，進行拜爾法溶出，其溶出赤泥的鋁矽比為0.5～0.9鈉矽比為0.10～0.30。
本發明的方法，直接使用2CaO·Fe2O3，不水化，直接轉相，製備過程即可簡化。同樣能降低溶出赤泥的鋁矽比、鈉矽比，使拜爾法溶出赤泥可以直接外排，達到取消混聯法生產氧化鋁的燒結法部分，使我國大部分中、低品位的一水硬鋁石型鋁土礦能採用純拜爾法處理的目的。簡化了添加劑水化鐵酸鈣的製備流程，用鐵礦石和石灰石鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰在一定條件下進行轉相即可形成立方晶形結構，作為溶出添加劑使用，在溶出過程中能使鋁土礦石中的矽礦物，成轉變為鐵水化石榴石成為赤泥中的主要成分，達到降低赤泥鋁矽比和鈉矽比的目的，在拜爾法生產氧化鋁的工藝過程中，加入添加劑能提高拜爾法生產過程中氧化鋁的回收率，降低鹼耗，最終使我國氧化鋁工業能夠採用拜爾法處理中低品位的一水硬鋁石礦。
具體實施例方式
一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，將鐵礦石和石灰石燒成鐵酸二鈣2CaO·Fe2O3，不水化，直接按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰在以下條件下轉相即可得到可用的溶出添加劑，轉相條件鹼液濃度Nk為100-300g/L，固含為50-300g/L溫度為80～160℃，時間0.5-16小時。得到合適的溶出添加劑。按鋁土礦中的矽全部生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2(6-2n)H2O中的係數為n＝1.5～2.6加入添加劑3CaO·Fe2O3·6H2O，進行拜爾法溶出，其溶出赤泥的鋁矽比為0.5～0.9，鈉矽比為0.10～0.30。
下面結合實施例對本發明做進一步的說明。
實施例1
用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為260g/L，固含為80g/L，反應溫度150℃，反應2小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行45分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.73，鈉矽比為0.20。
實施例2用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為260g/L，固含為80g/L，反應溫度160℃，反應1小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行45分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.67鈉矽比為0.21。
實施例3用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為260g/L，固含為180g/L，反應溫度130℃，反應4小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行45分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.68，鈉矽比為0.19。
實施例4用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為180g/L，固含為80g/L，反應溫度150℃，反應2小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行45分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.63，鈉矽比為0.18。
實施例5用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為280g/L，固含為180g/L，反應溫度150℃，反應2小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行60分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.62，鈉矽比為0.17。
實施例6用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為220g/L，固含為180g/L，反應溫度140℃，反應4小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在250℃的溫度下進行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.74，鈉矽比為0.20。
實施例7用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為280g/L，固含為120g/L，反應溫度130℃，反應3小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行60分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.79，鈉矽比為0.22。
實施例8用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為220g/L，固含為150g/L，反應溫度160℃，反應1小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.76，鈉矽比為0.21。
實施例9用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為200g/L，固含為150g/L，反應溫度90℃，反應10小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O·6H2O，在260℃的溫度下進行60分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.68，鈉矽比為0.20。
實施例10用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為220g/L，固含為100g/L，反應溫度100℃，反應8小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行45分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.77，鈉矽比為0.20。
實施例11用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為220g/L，固含為100g/L，反應溫度120℃，反應6小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.61，鈉矽比為0.22。
實施例12用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為260g/L，固含為80g/L，反應溫度140℃，反應3小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在260℃的溫度下進行60分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.74，鈉矽比為0.20。
實施例13用鐵礦石和石灰石在1180℃、90分鐘燒成得到鐵酸二鈣，按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件為鹼液Nk為220g/L，固含為80g/L，反應溫度150℃，反應2小時後得到添加劑。再用工業現場的蒸發母液溶出鋁矽為6的河南普鋁礦，按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中係數為n＝2.0配入添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O，在250℃的溫度下進行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁矽比為0.72，鈉矽比為0.18。
權利要求
1.一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，其特徵在於製備過程為a.用鐵礦石和石灰石燒成鐵酸二鈣2CaO·Fe2O3；b.按CaO與鐵酸鈣的配料比為1比1，加入石灰進行轉相處理，轉相條件如下鹼液濃度Nk為100-300g/L，固含為50-300g/L，溫度為80～160℃，反應時間0.5-16小時，得到添加劑。
全文摘要
一種拜爾法溶出添加劑的製備方法，涉及採用拜爾法溶出添加劑水化鐵酸鈣3CaO·Fe
文檔編號C22B1/16GK1888096SQ200610099059
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月18日 優先權日2006年7月18日
發明者李新華, 尹中林, 王亞東, 鄧平, 武國寶 申請人:中國鋁業股份有限公司