鋁酸鈣代替石灰_拜耳法溶出的提案

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1、鋁酸鈣代替石灰———拜耳法溶出的提案仇振琢陳莉(山東鋁廠研究院淄博255065)摘要:針對(duì)一水硬鋁石型鋁土礦采用聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁,添加石灰脫硅和石灰法回收鎵的國(guó)情,提出用燒結(jié)法系統(tǒng)產(chǎn)出的鋁酸鈣替代石灰去拜耳法溶出方案。試驗(yàn)表明,不僅回收了鋁酸鈣中的Al2O3,對(duì)拜耳法溶出率也無不利影響。故可作為降低聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁成本的途徑。關(guān)鍵詞:鋁酸鈣脫硅石灰法提鎵拜耳法熔出鋁廠為:脫硅鋁酸鈣1118萬(wàn)t/a提鎵鋁酸鈣412萬(wàn)t/a問題的提出燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁,添加石灰二次脫硅及灰法提鎵,均產(chǎn)出大量鋁酸鈣固渣,例如山東顆粒充分絮凝

2、,能有效的發(fā)揮高效絮凝劑的作用,使沉降加快。而原型沉降槽,進(jìn)料套筒長(zhǎng),直徑細(xì),物料下行速度快,沖擊力大,極易打碎絮凝劑的分子結(jié)構(gòu),使絮凝力減弱,助沉效果變差,降低了沉降速度,溢流產(chǎn)能降低。4結(jié)論應(yīng)用雙流理論,在沉降槽內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板,以工業(yè)赤泥漿液進(jìn)行沉降分離試驗(yàn),獲得了新型沉降槽比原型沉降槽溢流產(chǎn)能提高37%～56%的效果。5參考文獻(xiàn)〔1〕吳若瓊.劉今《.輕金屬》1991,6.〔2〕柳健康《.輕金屬》1991,8.〔3〕付翔譯.吳天恩校.輕金屬科技情報(bào)網(wǎng)〔加拿大〕P.F.Baqatto等.1989,P12.〔4〕唐寧、

3、趙西候《.第三屆全國(guó)輕金屬冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集》,1995.P246.圖3沉降槽赤泥分布測(cè)定點(diǎn)示意圖后,很快進(jìn)入導(dǎo)流板內(nèi),即沉降區(qū)。此時(shí),固與液體同向向下流動(dòng),具有長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的高分聚丙烯酸鈉,在穩(wěn)流的狀態(tài)下,能與較細(xì)赤泥收稿日期:1996-01-15.現(xiàn)行生產(chǎn)流程,鋁酸鈣回窯燒結(jié)。Al2O3因此,添加石灰的拜耳法溶出過程,參與化學(xué)反應(yīng)的不是原來加的石灰,而是攜帶CaCO3的水合鋁酸鈣。據(jù)此,以鋁酸鈣替代石灰的拜耳法溶出,當(dāng)是可行無疑的了。這和添加石灰相比。不同點(diǎn)只是鋁酸鈣攜帶較多的CaCO3,故本文側(cè)重查明鋁酸鈣替代石灰

4、時(shí)拜耳法溶出的反苛化程度?！?〕回頭,加大了Al2O3生產(chǎn)加工費(fèi)。去年山東鋁廠拜耳法系統(tǒng)試車,構(gòu)成了拜耳———燒結(jié)聯(lián)合法氧化鋁生產(chǎn)流程。原燒結(jié)法系統(tǒng)排出的中間產(chǎn)物鋁酸鈣的處理,除可按介紹過的方案〔2〕外,還有另一方案———拜耳法溶出一水硬鋁石礦添加Ξ鋁酸鈣固渣替代石灰。如所周知,自馬諾耶夫發(fā)現(xiàn)添加石灰能極大地提高一水硬鋁石型鋁土礦溶出率后,才作為拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的輔助材料〔3〕。然而,洞察添加石灰拜耳法溶出的實(shí)際過程便不難發(fā)覺,拜耳法循環(huán)和石灰接觸,發(fā)生如下反應(yīng):3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4=2NaOH+3

5、CaO·2原料與試驗(yàn)2.1原材料為符合生產(chǎn)實(shí)際,試驗(yàn)所用的原材料均取自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。Al2O3·6H2O↓⑴鋁礦石,%Al2O3河南礦6918山西礦6511鈣質(zhì)料,%SiO251631410Fe2O331421180CaO01470113TiO231322183CO201310127A/S1214416CaO921645124711CO2412041201411Al2O3019023181312SiO2014311510175石灰脫硅鋁酸鈣提鎵鋁酸鈣鈣質(zhì)料的礦物組成,%3CaO·Al2O3·6H2O-8746CaCO39

6、158103210石灰脫硅鋁酸鈣提鎵鋁酸鈣循環(huán)堿液,%αk3134Na2Ok22616Al2O311118Na2Oc1717Na2Oc/Na2OT01072式中TiO2為鋁礦中TiO2的百分含量;2.2試驗(yàn)方法CaO為鈣質(zhì)料中caO的百分含量。鋁礦粉按鈣鈦分子比等于2配加鈣質(zhì)料:溶出器為有效容積150ml的彈式壓煮釜,鈣質(zhì)料=114×TiO2/CaOg/g·礦入循環(huán)堿液100ml,機(jī)械翻滾攪拌,在指定溫下保溫一定時(shí)間取出,以熱水冷卻彈式壓煮,溶出漿液用熱水稀釋后,過濾分離,赤泥經(jīng)滌、烘干送分析。順便提及,本試驗(yàn)以無機(jī)

7、鹽間接加熱,故釜內(nèi)實(shí)際濃度比現(xiàn)行生產(chǎn)上直加熱約高25%。CO3反苛化量,隨碳酸鈣量而異,同石灰相比,添加脫硅鋁酸鈣時(shí)約升高015g/l,提鎵鋁酸鈣時(shí)升高115g/l左右。應(yīng)當(dāng)指出,本試驗(yàn)所用的石灰系從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)手揀出的,CaCO3含量低,即使依此為對(duì)比的基準(zhǔn),反苛化量(NC/NT)增加約1%,這遠(yuǎn)小于人們的預(yù)想值。揭示鋁酸鈣替代石灰的拜耳法溶出,反苛化對(duì)拜耳法系統(tǒng)的負(fù)面影響,尚不足為患。鋁酸鈣所以能夠替代石灰,系由于存在下述反應(yīng):3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH?2NaAl試驗(yàn)結(jié)果與討論配礦αk=117,在2

8、45℃下壓煮溶出115h,加不同鈣質(zhì)料對(duì)拜耳法溶出的影響見表1。1添加不同鈣質(zhì)料溶出對(duì)比數(shù)據(jù)(OH)4+3Ca(OH)2⑵⑶CaCO+2NaOH?NaCO+Ca(OH)3232水合鋁酸鈣及其攜帶的CaCO3,在低溫下是穩(wěn)定的。隨著溫度的升高,將分別按⑵、⑶式分解產(chǎn)出Ca(OH)2,故能替代石灰。碳酸鈣反苛化與溫度的關(guān)系:412×10-9LPCa