專利名稱：一種一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦的兩段溶出工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦的兩段溶出エ藝，屬于輕金屬冶金的氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁土礦的類型主要有三水鋁石礦、一水軟鋁石礦和一水硬鋁石礦，以及一水軟鋁石-三水鋁石混合型礦。氧化鋁エ業(yè)上采用拜耳法溶出鋁土礦時，通常主要根據(jù)礦石類型選擇合適的溶出エ藝制度。采用拜耳法溶出鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁時，三水鋁石礦的溶出性能最好，エ業(yè)上一般采用低溫(145 175°C )、低苛性堿濃度(Na2O 120_140g/L)溶出30-60min,即可使礦石中的氧化鋁充分溶出；一水硬鋁石礦的溶出性能最差，通常需要在高溫(245 280°C )、濃堿(> 220g/L)條件下溶出60_90min，才能使礦石中的氧化鋁充分溶出；一水軟鋁石的溶出性能則介于三水鋁石和一水硬鋁石礦之間。一水軟鋁石-三水鋁石 混合型礦中一般含一水軟鋁石較少(く 20% )，在采用拜耳法一段溶出一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁時，若采用三水鋁石的溶出制度，則礦石中的一水軟鋁石將不能溶出而進入赤泥，導(dǎo)致礦石中氧化鋁回收率低；若選擇一水軟鋁石的溶出制度，雖能保證礦石中氧化鋁充分溶出，氧化鋁回收率高，但由于三水鋁石和一水軟鋁石均經(jīng)過高溫溶出，礦漿流量大、溶出時間長，因而造成氧化鋁生產(chǎn)能耗高、設(shè)備投資大、成本高。為了解決拜耳法一段溶出此類混合型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁所存在的上述問題，國內(nèi)外先后提出了多種混合型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的ニ段溶出エ藝。在歐洲專利EP0652850 (Alcan Int Ltd(CA))提出的ニ段溶出エ藝中，鋁酸鈉溶液晶種分解后得到的種分母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后的合格循環(huán)堿液分成二部分，其中一部分進行一段溶出，即在現(xiàn)行的三水鋁石礦的處理溫度下( 145°C )溶出混合型鋁土礦漿中的三水鋁石礦，使三水鋁石礦中的氧化鋁充分溶出，溶出礦漿經(jīng)沉降分離，得到沉降溢流和底流；然后，對沉降溢流進行脫硅處理獲得硅量指數(shù)較高的脫硅溶液，另一部分循環(huán)堿液和部分脫硅溶液混合制備游離苛性堿濃度為145-150g/L(Na2C03#)的鋁酸鈉溶液，此溶液用于ニ段溶出，即在高溫(240-2600C )和高壓條件下溶出一段溶出礦漿沉降分離所得底流，使底流中的一水軟鋁石充分溶出；剩余的一段脫硅溶液加入到ニ段溶出礦漿的自蒸發(fā)過程，與ニ段溶出礦漿混合，自蒸發(fā)降溫后的ニ段溶出混合礦漿的后續(xù)處理與常規(guī)拜耳法溶出礦漿的處理工序相同。美國專利US4994244提出了逆流ニ段溶出エ藝，全部循環(huán)堿液用于ニ段高溫溶出，ニ段溶出液返回一段溶出，其一段溶出溫度為120-150°C，ニ段溶出溫度為220-260°C。而歐洲專利EP0652181、FR9313601 (Aluminium Pechiney)提出的ニ段溶出方法中，則把循環(huán)堿液分成三部分，第一部分循環(huán)堿液與混合型鋁土礦混合，在高固含條件下進行礦漿預(yù)脫硅；然后，第二部分循環(huán)堿液和ニ段溶出液加入到預(yù)脫硅后的礦漿中，進行一段溶出，一段溶出溫度為135-180°C，溶出時間為7-20min ;—段溶出礦漿沉降分離得到溢流和底流，溢流經(jīng)葉濾后獲得的精液用于種分，底流中加入第三部分循環(huán)堿液后進行ニ段溶出，ニ段溶出溫度為240-2500C，溶出時間為15-20min。ニ段溶出礦漿經(jīng)沉降分離，其溢流返回一段溶出，底流經(jīng)洗滌后外排。該專利與美國專利US4994244提出的逆流ニ段溶出エ藝類似，其區(qū)別在于該專利的一段溶出除了加入ニ段溶出液外，還同時加入部分循環(huán)堿液以減少ニ段高溫溶出過程的液量。以上國外所提出的ニ段溶出エ藝可顯著提高混合型鋁土礦中氧化鋁的回收率，或明顯降低氧化鋁的生產(chǎn)能耗，但所提出的一段和ニ段溶出溫度均較高，或ニ段溶出液苛性比較高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)能耗仍然較高。而國內(nèi)專利CN100999A提出的ニ段法處理工藝中，采用石灰(添加量為礦石質(zhì)量的1-3% )作為溶出過程的添加劑；一部分循環(huán)堿液與混合型鋁土礦漿混合后進行一段溶出，溶出溫度為95-110°C，循環(huán)堿液濃度Na2O 180 240g/L，溶出時間為l_10h。一段溶出礦漿經(jīng)沉降分離得到溢流和底流，底流經(jīng)過濾機過濾得到濾餅，而溢流和濾液與ニ段溶出礦漿混合。濾餅與另一部分循環(huán)堿液混合后進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為220-280°C，溶出時間為20-60min，一段和ニ段的溶出液分子比均為I. 3-1. 5。此エ藝中由于石灰的加入，造成氧化鋁回收率下降、赤泥量増加，一段溶出礦漿的沉降底流中溶液濃度高、苛性比低，過濾困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦中一水軟鋁石含量較少的特點，通過改善一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦ニ段溶出的エ藝制度，顯著減少ニ段高溫溶出過程的物料流量，實現(xiàn)拜耳法經(jīng)濟處理一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦生產(chǎn)氧化招。本發(fā)明提出的一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦ニ段溶出エ藝包括如下主要步驟I) 一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦礦漿進行一段低溫、短時間溶出，獲得ー段低溫溶出礦漿；2)對一段低溫溶出礦漿進行沉降分離，獲得一段底流和一段溢流；3) 一段底流加入系統(tǒng)補堿，調(diào)配后進行礦漿預(yù)脫硅；4)對預(yù)脫硅漿液進行ニ段高溫溶出，得到ニ段高溫溶出礦漿；5) 一段溢流與ニ段高溫溶出礦漿混合，混合礦漿進行稀釋脫硅和沉降分離，分離的溢流經(jīng)葉濾后送種分，分離的底流送赤泥洗滌系統(tǒng)。主要エ藝參數(shù)為所述一段低溫溶出溫度為100 145°C，循環(huán)堿液濃度Na2O 130 180g/L，溶出時間為10 20分鐘，溶出液分子比為I. 25 I. 55 ;所述一段底流經(jīng)調(diào)配后進行礦漿預(yù)脫硅的溫度為95 105°C，預(yù)脫硅時間為3 8小時；所述ニ段高溫溶出原礦漿的堿液濃度Na2O 150 240g/L，溶出溫度為200 240°C，配料分子比I. 20 I. 45，溶出時間為10 40分鐘，溶出液分子比為I. 25 I. 50。本發(fā)明相對于已有處理一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦的エ藝，主要有如下優(yōu)點1)在常壓、短時間內(nèi)溶出一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦中易溶出的三水鋁石，難溶出一水軟鋁石則通過高溫處理，既可保證氧化鋁的充分利用，又可大幅度降低溶出能耗；2) —段溶出礦漿經(jīng)沉降分離后獲得的底流加入系統(tǒng)補堿后在高固含條件下進行礦漿預(yù)脫硅，既有利于減緩ニ段高溫溶出加熱表面的結(jié)疤，又可以減少預(yù)脫硅漿液的體積；3)溶出過程不添加石灰，可以減少氧化鋁的損失和赤泥量。應(yīng)用本發(fā)明將解決拜耳法處理一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦過程中存在的礦石中氧化鋁回收率低或投資大、能耗高、成本高等問題，實現(xiàn)以一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦為原料、采用ニ段溶出エ藝經(jīng)濟生產(chǎn)氧化鋁的目標(biāo)。


圖I是本發(fā)明處理一水軟鋁石-三水鋁石混合礦的ニ段溶出技術(shù)原則流程。
具體實施例方式實施例I采用鋁硅比(A/S)為6的一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦為原料，其中一水 軟鋁石礦物質(zhì)量百分含量占20%。將絕大部分循環(huán)堿液與此混合型鋁土礦按三水鋁石全部溶出的配料分子比為I. 38、堿液濃度Na2O 130g/L、在110°C溫度下溶出20min，一段溶出液的苛性分子比為1.40。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿及剩余的循環(huán)堿液，按礦漿堿濃度Na2O 183g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為I. 37進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在100°C溫度下預(yù)脫硅6小吋，預(yù)脫硅率50%。預(yù)脫硅漿液直接進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為230°C，溶出時間為20min，ニ段溶出液的苛性分子比為1. 39，赤泥A/SO. 80。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在100°C溫度下進行稀釋脫硅2小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為350，苛性比為I. 40。實施例2處理原料和一段低溫溶出同實施例I。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿及剩余的循環(huán)堿液，按礦漿堿濃度Na2O 150g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為I. 33進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在100°C溫度下預(yù)脫硅6小吋，預(yù)脫硅率46%。預(yù)脫硅漿液直接進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為230°C，溶出時間為20min，ニ段溶出液的苛性分子比為I. 35。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在100°C溫度下進行稀釋脫硅2小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為380，苛性比為 I. 36。實施例3處理原料同實施例I。將循環(huán)堿液與混合型鋁土礦按三水鋁石全部溶出的配料分子比為I. 38，堿液濃度Na2O 180g/L，在100°C溫度下溶出20min，一段溶出液的苛性分子比為I. 40。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿，按礦漿堿濃度Na2O 240g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為I. 30進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在95°C溫度下預(yù)脫硅8小吋，預(yù)脫硅率40%。預(yù)脫硅漿液直接進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為230°C，溶出時間為lOmin，ニ段溶出液的苛性分子比為1.32。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在100°C溫度下進行稀釋脫硅I. 5小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為280，苛性比為I. 35。實施例4處理原料同實施例I。將循環(huán)堿液與此混合型鋁土礦按三水鋁石全部溶出的配料分子比為I. 23，堿液濃度Na2O 180g/L，在145°C溫度下溶出lOmin，一段溶出液的苛性分子比為1.25。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿，按礦漿堿濃度Na2O 200g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為I. 35進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在105°C溫度下預(yù)脫硅3小吋，預(yù)脫硅率55%。預(yù)脫硅漿液直接進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為200°C，溶出時間為40min，ニ段溶出液的苛性分子比為I. 36。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在100°C溫度下進行稀釋脫硅I小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為250，苛性比為I. 34。實施例5處理原料同實施例I。將循環(huán)堿液與此混合型鋁土礦按三水鋁石全部溶出的配料分子比為I. 55，堿液濃度Na2O 140g/L，在100°C溫度下溶出20min，一段溶出液的苛性分子比為1.55。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿，按礦漿堿濃度Na2O 180g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為I. 35進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在105°C溫度下預(yù)脫硅5小吋，預(yù)脫硅率38%。預(yù)脫硅漿液直接進行ニ段高溫溶出，溶出溫度為240°C，溶出 時間為30min，ニ段溶出液的苛性分子比為I. 25。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在100°C溫度下進行稀釋脫硅2小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為320，苛性比為I. 45。實施例6處理原料同實施例1，一段溶出與實施例4相同。在一段溶出礦漿沉降分離的底流中加入苛性堿，按礦漿堿濃度Na2O 210g/L、底流中一水軟鋁石溶出的配料分子比為1.50進行礦漿調(diào)配。調(diào)配好的礦漿在105°C溫度下預(yù)脫硅6小吋，為20min，ニ段溶出液的苛性分子比為1.50。ニ段高溫溶出漿液與一段低溫溶出礦漿沉降分離的溢流混合，在105°C溫度下進行稀釋脫硅2小時，然后進行漿液的沉降分離，分離溢流的硅量指數(shù)為330，苛性比為 I. 40。
權(quán)利要求
1.一種一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦的兩段溶出工藝，包括如下主要步驟 1)一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦礦漿進行一段低溫、短時間溶出，獲得一段低溫溶出礦漿； 2)對一段低溫溶出礦漿進行沉降分離，獲得一段底流和一段溢流； 3)一段底流加入系統(tǒng)補堿，調(diào)配后進行礦漿預(yù)脫硅，獲得預(yù)脫硅漿液； 4)對預(yù)脫硅漿液進行二段高溫溶出，得到二段高溫溶出礦漿； 5)一段溢流與二段高溫溶出礦漿混合，對混合礦漿進行稀釋脫硅和沉降分離，分離的溢流經(jīng)葉濾后送種分，分離的底流送赤泥洗滌系統(tǒng)。
主要工藝參數(shù)為 所述一段低溫溶出的溫度為100 145°C，循環(huán)堿液濃度Na2O 130 180g/L，溶出時間為10 20分鐘，溶出液分子比為I. 25 I. 55 ; 所述一段底流經(jīng)調(diào)配后進行礦漿預(yù)脫硅的溫度為95 105°C，預(yù)脫硅時間為3 8小時； 所述二段高溫溶出原礦漿的堿液濃度Na2O 150 240g/L，溶出溫度為200 240°C，配料分子比I. 25 I. 45，溶出時間為10 40分鐘，溶出液分子比為I. 25 I. 50。
2.根據(jù)權(quán)力要求I所述的方法，其特征在于溶出過程不添加石灰；
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的方法，其特征在于在一段低溫溶出礦漿沉降分離的底流中通過加入系統(tǒng)補堿進行料漿調(diào)配、礦漿預(yù)脫硅；
4.根據(jù)權(quán)力要求I所述的方法，其特征在于一段低溫溶出礦漿經(jīng)沉降分離后獲得的一段溢流與二段高溫溶出礦漿混合，混合礦漿進行稀釋脫硅、沉降分離；
5.根據(jù)權(quán)力要求I所述的方法，其特征在于系統(tǒng)補堿主要加入到一段底流調(diào)配、脫硅過程，系統(tǒng)循環(huán)堿液主要加入到一段低溫溶出前的礦漿調(diào)配過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦的兩段溶出工藝，其特征在于溶出過程不加石灰，在常壓、短時間內(nèi)溶出一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦中易溶的三水鋁石，難溶的一水軟鋁石則通過高溫處理。該法既可保證氧化鋁充分回收，又可大幅降低溶出能耗；一段底流加入系統(tǒng)補堿后在高固含條件下進行礦漿預(yù)脫硅，既有利于減緩二段高溫溶出加熱表面結(jié)疤，又可減少預(yù)脫硅漿液體積；溶出過程不加石灰，可減少氧化鋁損失和赤泥量。應(yīng)用本發(fā)明將解決拜耳法溶出一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦過程中存在的氧化鋁回收率低或投資大、能耗高等問題，實現(xiàn)以一水軟鋁石-三水鋁石混合型鋁土礦為原料、采用兩段溶出工藝經(jīng)濟生產(chǎn)氧化鋁的目標(biāo)。
文檔編號C01F7/02GK102826577SQ201110157210
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者李小斌, 彭志宏, 劉桂華, 周秋生, 齊天貴, 楊毅 申請人:長沙瑞德新材料科技發(fā)展有限公司, 北京鑫恒鋁業(yè)有限公司