一種利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出一種利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)，包括鋁土礦、石灰石礦、純堿儲(chǔ)罐、混料機(jī)、圓盤(pán)造球機(jī)、燒結(jié)機(jī)、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發(fā)單元；所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲(chǔ)罐均連接于混料機(jī)，所述混料機(jī)連接于圓盤(pán)造球機(jī)，圓盤(pán)造球機(jī)的出料管線(xiàn)與帶式焙燒機(jī)連接，帶式焙燒機(jī)連接于立式磨；立式磨連接溶出槽，溶出槽的液相通過(guò)管路連接脫硅槽，脫硅槽通過(guò)管路連接種分槽；所述種分槽的出液管路連接所蒸發(fā)單元。本實(shí)用新型的技術(shù)在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了干法燒成技術(shù)，通過(guò)在脫硅、分解、蒸發(fā)、熟料先干磨再溶出等方面的整合，從整個(gè)流程上實(shí)現(xiàn)了干法燒成技術(shù)。使氧化鋁的設(shè)備產(chǎn)能大幅提高，能耗實(shí)現(xiàn)了大幅度的下降。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種球團(tuán)法冶煉鋁土礦的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)鋁土礦資源品位(鋁硅比）較低，用傳統(tǒng)燒結(jié)法的生產(chǎn)工藝處理，不僅造成氧 化鋁生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且增加了氧化鋁生產(chǎn)的難度和生產(chǎn)成本。因此，目前我國(guó)大部分企業(yè) 均只采用拜耳法工藝，對(duì)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(guó)鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物，不能通過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)脫硅 予以去除，這些礦物在礦漿升溫預(yù)熱過(guò)程中易于發(fā)生反應(yīng)，在換熱面上析出鈉硅渣，成為結(jié) 疤，使傳熱系數(shù)迅速下降。
[0003] 另一方面，鋁工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大，而我國(guó)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(shì)日益加劇，我國(guó)許多鋁土礦 資源因品位低難以利用，不得不從國(guó)外大量進(jìn)口，資料表明，近年來(lái)我國(guó)鋁土礦鋁資源的對(duì) 外依存度高達(dá)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(jié)法技術(shù)，但 由于其工藝流程復(fù)雜、能耗高，造成生產(chǎn)成本居高不下，目前我國(guó)的燒結(jié)法生產(chǎn)線(xiàn)已基本處 于停產(chǎn)狀態(tài)。
[0004] 雖然根據(jù)我國(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn)，一些科研單位和企業(yè)相應(yīng)開(kāi)發(fā)出了串聯(lián)法和混 聯(lián)法等技術(shù)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(jié)法，這造成生 產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產(chǎn)品質(zhì)量較差等一系列問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)性不 佳，因此也逐步處于減產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)。
[0005] 如何有效利用鋁硅比5以下的中低品位鋁土礦，解決我國(guó)鋁土礦資源相對(duì)不足的 難題，已成為當(dāng)務(wù)之急。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)本領(lǐng)域存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于球團(tuán)法利用低品 位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法，克服現(xiàn)有的堿石灰燒結(jié)法工藝的不足，改進(jìn)和簡(jiǎn)化工藝，以實(shí) 現(xiàn)降低生產(chǎn)成本的目的。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型上述目的的技術(shù)方案為：
[0008] -種基于球團(tuán)法利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)，包括鋁土礦、石灰石礦、純 堿儲(chǔ)罐、混料機(jī)、圓盤(pán)造球機(jī)、帶式焙燒機(jī)、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發(fā)單元；
[0009] 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲(chǔ)罐均連接于混料機(jī)，所述混料機(jī)連接于圓盤(pán)造球 機(jī)，所述圓盤(pán)造球機(jī)的出料管線(xiàn)與帶式焙燒機(jī)的進(jìn)料口連接，所述帶式焙燒機(jī)的出料口連 接于所述立式磨的進(jìn)料溜槽;所述立式磨的出料槽連接有溶出槽，所述溶出槽通過(guò)液相管 路連接脫硅槽，脫硅槽通過(guò)管路連接種分槽；
[0010] 所述種分槽的出液管路連接所蒸發(fā)單元;所述蒸發(fā)單元通過(guò)管路連接混料機(jī)和圓 盤(pán)造球機(jī)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)單元包括六效蒸發(fā)器和鎳制蒸發(fā)器，所述六效蒸發(fā)器的進(jìn)液 管路與所述種分槽的出液管路連接，所述六效蒸發(fā)器通過(guò)管路連接鎳制蒸發(fā)器的進(jìn)液管 路;所述鎳制蒸發(fā)器的出口管路連接有結(jié)晶槽，所述結(jié)晶槽的液相管路與混料機(jī)和圓盤(pán)造 球機(jī)連接。
[0012] 所述六效蒸發(fā)器為普通材質(zhì)的蒸發(fā)器，例如不銹鋼材質(zhì)。
[0013] 才用本實(shí)用新型提出的系統(tǒng)，基于球團(tuán)法利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法， 包括以下步驟：
[0014] (1)鋁土礦、石灰石礦、純堿和堿液進(jìn)行配料，其中堿液為循環(huán)鋁酸鈉溶液，配料比 例按質(zhì)量份計(jì)，錯(cuò)土礦35~45份、石灰石26~35份、純堿5~15份，配料完成后，水分控制在 15~26% ;
[0015] (2)將配好的料加入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，再用圓盤(pán)造球機(jī)造球團(tuán)，球團(tuán)粒徑為8 ~20mm;
[0016] (3)將成品球團(tuán)經(jīng)過(guò)烘干、干燥、預(yù)熱、燒結(jié)和冷卻五個(gè)階段燒結(jié)成燒結(jié)球團(tuán)，然后 將燒結(jié)球團(tuán)采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)為-〇. 〇74mm占90%以上的熟料粉末；
[0017] (4)將熟料粉加調(diào)整液進(jìn)行溶出，溶出條件為液固比為3-4:1，溶出時(shí)間為15~20 分鐘，溫度為75 °C;
[0018] (5)將步驟(4)得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后進(jìn)行脫硅;脫硅溫度160~180 °C，時(shí)間1~2小時(shí)；
[0019] (6)將步驟(5)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1(0H)3,然后 焙燒得到氧化鋁；
[0020] (7)將步驟(6)得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為 Na20 280~300g/L，然后再采用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)排鹽，得到堿液濃度為Na20 500 ~600g/L;
[0021] (8)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加 入到步驟(5)中進(jìn)行溶解循環(huán)；
[0022] (9)將步驟(8)得到的母液與步驟(7)得到的純堿（即排鹽得到的鹽)和步驟(5)得 到的硅渣(硅渣有少量，返回第（1)步以再提氧化鋁)進(jìn)行混合，然后作為配料堿液返回到步 驟(1)中，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。
[0023]本實(shí)用新型技術(shù)所采用的鋁土礦為鋁硅比5以下的低品位鋁土礦；
[0024] 其中，所述步驟（1)中，將鋁土礦和石灰石礦分別破碎至2~5mm以下，再磨細(xì)至粒 度為-0.074mm占85%以上的粉末。
[0025] 其中，所述步驟（1)中，堿液濃度為Na20 500~600g/L，苛性化系數(shù)ak=12~30。
[0026] 其中，所述步驟(2)中，用圓盤(pán)造球機(jī)造球團(tuán)中加入和步驟(1)同樣的堿液，造球加 液量與步驟(1)配料的堿液體積比為13:87。
[0027] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：
[0028] 本實(shí)用新型的技術(shù)在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了干法燒成技術(shù)，通 過(guò)在脫硅、分解、蒸發(fā)、熟料先干磨再溶出等方面的整合，從整個(gè)流程上實(shí)現(xiàn)了干法燒成技 術(shù)。使氧化鋁的設(shè)備產(chǎn)能大幅提高，能耗實(shí)現(xiàn)了大幅度的下降。
[0029] 本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高濃度種分母液蒸發(fā)的突破，通過(guò)兩步蒸發(fā)、排鹽技術(shù)，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(wèn)題。
[0030]本實(shí)用新型系統(tǒng)的設(shè)備選型方面，在化工和冶金行業(yè)都有成熟的設(shè)備選擇，工業(yè) 化非常容易可行。
【附圖說(shuō)明】
[0031 ]圖1:球團(tuán)法生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖2為采用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的流程圖。
[0033]圖中，1為鋁土礦儲(chǔ)罐，2為石灰石儲(chǔ)罐，3為純堿儲(chǔ)罐，4為混料機(jī)，5為圓盤(pán)造球機(jī)， 6為帶式焙燒機(jī)，7為立式干磨機(jī)，8為脫硅反應(yīng)槽，9為種分槽，10為六效蒸發(fā)器，11為鎳材蒸 發(fā)器，12為溶出槽，13為結(jié)晶槽。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，但不以此來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0035] 下面將通過(guò)不同實(shí)施例來(lái)描述本實(shí)用新型。本實(shí)用新型不局限于這些實(shí)施例中， 可以在前述化學(xué)成分與制造方法范圍內(nèi)加以調(diào)整實(shí)施。
[0036] 實(shí)施例1:
[0037]參見(jiàn)圖1，一種基于球團(tuán)法利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)，包括鋁土礦儲(chǔ)罐 1、石灰石礦儲(chǔ)罐2、純堿儲(chǔ)罐3、混料機(jī)4、圓盤(pán)造球機(jī)5、帶式焙燒機(jī)6、立式磨7、脫硅槽8、種 分槽9、蒸發(fā)單元；
[0038] 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲(chǔ)罐均連接于混料機(jī)4，所述混料機(jī)4連接于圓盤(pán)造球 機(jī)5，所述圓盤(pán)造球機(jī)5的出料管線(xiàn)與帶式焙燒機(jī)6的進(jìn)料口連接，所述帶式焙燒機(jī)的出料口 連接于所述立式磨7的進(jìn)料溜槽;所述立式磨7連接溶出槽12,溶出槽12的液相通過(guò)管路連 接脫硅槽8，脫硅槽通過(guò)管路連接種分槽9;
[0039] 所述種分槽9的出液管路連接所蒸發(fā)單元;所述蒸發(fā)單元通過(guò)管路連接混料機(jī)和 圓盤(pán)造球機(jī)。
[0040] 所述蒸發(fā)單元包括六效蒸發(fā)器10(Q345材質(zhì))和鎳制蒸發(fā)器11，所述六效蒸發(fā)器10 的進(jìn)液管路與所述種分槽9的出液管路連接，六效蒸發(fā)器通過(guò)管路連接鎳制蒸發(fā)器11的進(jìn) 液管路;所述鎳制蒸發(fā)器的出口管路連接有結(jié)晶槽13,所述結(jié)晶槽13的液相管路與混料機(jī) 和圓盤(pán)造球機(jī)連接。
[0041] 采用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的流程見(jiàn)圖2。
[0042] 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、2所示。
[0043] 表1:鋁土礦成分 [0044]
[0045] 表2:石灰石成分
[0046]
[0047]首先將錯(cuò)土礦（成分如表1)、石灰石（成分如表2)分別破碎至2~5mm，然后將其分 別磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85%以上。然后將鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉(碳酸鈉)按比例 40:30:10充分混合。然后準(zhǔn)備循環(huán)鋁酸鈉溶液為堿液，其濃度為Na 20 510g/L，a k=14。將 準(zhǔn)備好的堿液分為兩部分，體積比例為87:13。占87%的堿液與配料土礦粉、石灰石粉、純堿 粉混合，控制水分26%，得到的混合物堿比為1，鈣比為2。
[0048] 將配好的料加入強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，再用圓盤(pán)造球機(jī)造球團(tuán)，造球加液量 為剩余的13 %堿液，制得的球團(tuán)粒徑為8~12mm，抗壓強(qiáng)度均大于10N。
[0049] 將成品球團(tuán)經(jīng)過(guò)烘干、干燥、預(yù)熱、燒結(jié)和冷卻五個(gè)階段燒結(jié)成燒結(jié)球團(tuán)，其中溫 度控制為1〇〇°(：、600°(：、900、1000°(：、80°(：，時(shí)間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、50分鐘、10分 鐘。然后磨細(xì)到-0.074mm占90%以上的熟料粉磨。
[0050] 將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na20 50g/L，ak = 1.2，液固比為3-4:1，溶出時(shí)間為15-20分鐘，溫度為75 °C。
[0051 ]將溶出得到的渣進(jìn)行6次反向洗滌后，洗液作為溶出的調(diào)整液，渣進(jìn)行堆存。
[0052]將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整ak為1.5， AL2〇3濃度控制為120g/L，加入脫硅種子在脫硅機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫硅。脫硅條件為:種子量60g/L，溫 度160°C，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī)進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣（用 作脫硅種子)與循環(huán)母液混合回頭配料。
[0053] 脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到A1 (0H)3，然后焙燒得到 氧化鋁。
[0054] 分解得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步用六效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)到堿 液濃度為Na20 280~300g/L，然后再用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)，得到堿液濃度為Na20 580g/L〇
[0055] 將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體 再加入到溶出粗液中進(jìn)行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為:首溫80°C，末溫50°C，種子量20g/L，時(shí)間 6小時(shí)。
[0056] 將結(jié)晶得到的循環(huán)母液與蒸發(fā)排出的鹽(純堿)和脫硅得到的硅渣進(jìn)行混合，然后 作為配料堿液返回進(jìn)行配料，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。
[0057] 本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新 型，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例 的變換、變型都將落在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的系統(tǒng)，其特征在于，包括鋁土礦儲(chǔ)罐、石灰石儲(chǔ) 罐、純堿儲(chǔ)罐、混料機(jī)、圓盤(pán)造球機(jī)、帶式焙燒機(jī)、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發(fā)單元； 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲(chǔ)罐均連接于混料機(jī)，所述混料機(jī)連接于圓盤(pán)造球機(jī)，所 述圓盤(pán)造球機(jī)的出料管線(xiàn)與燒結(jié)機(jī)的進(jìn)料口連接，所述帶式焙燒機(jī)的出料口連接于所述立 式磨的進(jìn)料溜槽;所述立式磨連接有溶出槽，溶出槽通過(guò)液相管路連接脫硅槽，脫硅槽通過(guò) 管路連接種分槽； 所述種分槽的出液管路連接所蒸發(fā)單元;所述蒸發(fā)單元通過(guò)管路連接混料機(jī)和圓盤(pán)造 球機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)單元包括六效蒸發(fā)器和鎳制蒸發(fā) 器，所述六效蒸發(fā)器的進(jìn)液管路與所述種分槽的出液管路連接，所述六效蒸發(fā)器通過(guò)管路 連接鎳制蒸發(fā)器的進(jìn)液管路;所述鎳制蒸發(fā)器的出口管路連接有結(jié)晶槽，所述結(jié)晶槽的液 相管路與混料機(jī)和圓盤(pán)造球機(jī)連接。
【文檔編號(hào)】C01F7/08GK205603238SQ201620119135
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年2月6日
【發(fā)明人】張廣, 麻樹(shù)春
【申請(qǐng)人】杭州錦江集團(tuán)有限公司