本發(fā)明屬于冶煉領域,具體涉及一種球團法冶煉鋁土礦的方法。
背景技術:
我國鋁土礦資源品位(鋁硅比)較低,用傳統(tǒng)燒結法的生產工藝處理,不僅造成氧化鋁生產工藝復雜,而且增加了氧化鋁生產的難度和生產成本。因此,目前我國大部分企業(yè)均只采用拜耳法工藝,對中低品位礦,如果直接用單純的拜耳法處理,將造成堿耗高、溶出率差、成本急劇升高,特別是我國鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物,不能通過簡單的預脫硅予以去除,這些礦物在礦漿升溫預熱過程中易于發(fā)生反應,在換熱面上析出鈉硅渣,成為結疤,使傳熱系數(shù)迅速下降。另一方面,鋁工業(yè)是我國的基礎產業(yè),經濟建設對鋁土礦的需求量很大,而我國又大多數(shù)是中低品位的鋁土礦。隨著鋁土礦供礦品位下降的趨勢日益加劇,我國許多鋁土礦資源因品位低難以利用,不得不從國外大量進口,資料表明,近年來我國鋁土礦鋁資源的對外依存度高達55%。目前能夠工業(yè)化處理低品位鋁土礦的方法只有傳統(tǒng)的燒結法技術,但由于其工藝流程復雜、能耗高,造成生產成本居高不下,目前我國的燒結法生產線已基本處于停產狀態(tài)。雖然根據(jù)我國鋁土礦資源的特點,一些科研單位和企業(yè)相應開發(fā)出了串聯(lián)法和混聯(lián)法等技術以降低堿耗、提高氧化鋁的回收率,但是這兩種方法均需采用燒結法,這造成生產系統(tǒng)復雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產品質量較差等一系列問題,經濟性不佳,因此也逐步處于減產或停產狀態(tài)。如何有效利用鋁硅比5以下的中低品位鋁土礦,解決我國鋁土礦資源相對不足的難題,已成為當務之急。
技術實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本發(fā)明提供一種制粒干法燒結、全種分及堿液蒸發(fā)技術,實現(xiàn)利用低品位鋁土礦制粒燒結生產氧化鋁的目的。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為:一種利用低品位鋁土礦制粒燒結生產氧化鋁的方法,包括以下步驟:(1)鋁土礦、石灰石中加入純堿、焦粉和堿液進行配料,所述堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液,配料比例為鋁土礦35~45:石灰石26~35%:純堿5~15%:焦粉8~12%(干粉的質量比),配料完成后,水分控制在15~30%;(2)將配好的料連同體積量為85~90%的堿液一起加入混料機進行充分混合,再用滾筒制粒機制粒,制粒加液量為剩余的10~15%,制粒粒徑為3~8mm,保證制成粒后的透氣性指數(shù)在40~60kPa。(3)將成品粒在燒結機上進行燒結,燒結溫度1400~1500℃,燒成后的熟料磨細為熟料粉末;(4)將熟料粉加調整液進行溶出,溶出條件為:液固比為3~4:1,溶出時間為15~20分鐘,溫度為70~75℃。(5)將步驟(4)得到的渣用熱水進行5~7次反向洗滌后,洗液作為步驟(4)的調整液,渣進行堆存;(6)將步驟(4)得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后脫硅,脫硅的溫度160~180℃,時間1~2小時;(7)將步驟(6)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進行種分分解,分解得到Al(OH)3,然后焙燒得到氧化鋁;(8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進行蒸發(fā)和排鹽,第一步采用普通材質的蒸發(fā)器蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280~300g/L,然后用鎳材蒸發(fā)器再進行第二步蒸發(fā)排鹽,得到堿液濃度為Na2O500~600g/L;(9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進行加種子降溫結晶,得到鋁酸鈉晶體,鋁酸鈉晶體再加入到步驟(6)中進行溶解循環(huán);結晶條件為:首溫80~110℃,末溫40~50℃,時間6~8小時;(10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進行混合,然后作為配料堿液返回到步驟(1)中,實現(xiàn)堿液循環(huán)。其中,所述步驟(1)中,鋁土礦為鋁硅比5以下的低品位鋁土礦。所用焦粉可選煤炭焦粉,熱值在7000大卡以上的即可。其中,所述步驟(1)中,鋁土礦和石灰石礦首先分別被破碎至2~5mm以下,然后磨細至粒度為-0.074mm占85%以上。其中,所述步驟(1)中,堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液,堿液濃度為Na2O500~600g/L,αk=12~30(苛性化系數(shù))。配料完成后,水分控制在15~30%。其中,所述步驟(2)中,制粒加液量為剩余的10~15%,加液是和步驟(1)同樣的堿液,體積為步驟(1)同樣的堿液的10~20%。其中,所述步驟(3)中,燒結機燒結的點火溫度為1050℃,點火負壓大于4KPa,燒結負壓大于8KPa;燒成后的熟料采用立磨進行干磨,磨細到-0.074mm占90%以上的熟料粉末。步驟(5)中的熱水溫度可以為80~99℃。優(yōu)選地,所述步驟(6)中,加入脫硅種子進行脫硅。脫硅的種子量40~60g/L。脫硅種子即脫硅步驟產生的固體,可以促進結晶、有利于分離。在投產初期沒有種子。進一步地,種分母液加入種子降溫結晶,所述種子為鋁酸鈉晶體,種子量10~40g/L。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比優(yōu)點在于:(1)本發(fā)明提出的方法,針對低品位鋁土礦難于提煉的缺陷,結合利用了冶煉領域的燒結技術,提出了全種分工藝技術,使燒結法工藝流程縮減了三分之一以上,綜合計算種分分解率提高到90%以上,氧化鋁的總回收率達到90%以上,降低了操作難度,減少設備及人員投入,降低了能耗。(2)本發(fā)明實現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破,通過兩步蒸發(fā)排鹽技術,解決了傳統(tǒng)種分母液蒸發(fā)因排鹽困難制約蒸發(fā)濃度的問題。(3)本發(fā)明可以將部分廉價的工業(yè)純堿轉化為附加值高的液堿,進一步降到了本技術的主產品的成本,經濟效益明顯??傊景l(fā)明在傳統(tǒng)燒結法生產氧化鋁的技術上實現(xiàn)了重大突破,生產成本及建廠投資都大幅度降低,在處理低品位鋁土礦時效果突出,綜合成本接近拜耳法生產成本。同時在設備選型方面,在化工和冶金行業(yè)都有成熟的設備選擇,工業(yè)化非常容易可行。附圖說明圖1:制粒燒結法生產氧化鋁的流程圖。具體實施方式現(xiàn)以以下最佳實施例來說明本發(fā)明,但不以此來限制本發(fā)明的范圍。下面將通過不同實施例來描述本發(fā)明。本發(fā)明不局限于這些實施例中,可以在前述化學成分與制造方法范圍內加以調整實施。原料鋁土礦(A/S為3.5)及石灰石采用山西孝義地區(qū)礦,其成分如表1~表4所示。實施例1表1:鋁土礦成分表2:石灰石成分首先將鋁土礦...