一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法

摘要

本发明公开了一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括铝土矿的破碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，所述的预脱硅工序中，黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的αk：1.34-1.45计算进行添加，石灰的添加量以CaO和铝土矿SiO2质量之比：C/S：1.35-1.60计算进行添加；所述高压溶出工艺中，循环母液的浓度Nk：200-220g/L。通过该方案的实施能有效地提高氧化铝的溶出率，降低硫，有机物的溶出率，最大限度减少硫和有机物进入铝酸钠溶液，避免对生产系统和氢氧化铝的品质造成不利影响。

说明书

技术领域

本发明属于拜耳法氧化铝生产方法，特别是一种利用黑灰铝土矿 拜耳法氧化铝的生产方法。

背景技术

黑灰铝土矿在我国分布较广，仅贵州省内已探明的黑灰矿就达两 千多万吨，随着氧化铝生产规模不断变大，产量不断提高，优质铝土 矿资源不断减少，黑灰铝土矿投入生产应用是不可回避的现实问题。 黑灰矿是与煤伴生的铝土矿，主要矿物形态为一水硬铝石，由于其含 有较高的硫和有机物，不适合直接用于拜耳法生产。

铝土矿中的硫不仅造成Na₂O的损失而且溶液中S₂^2-含量提高后 会使钢材受到腐蚀，增加溶液中铁含量，直接影响成品质量，还能使 Al₂O₃的溶出率下降。硫酸钠在拜耳法溶液中最大的危害是它在适宜 的条件下以复盐碳钠钒（Na₂CO₃·2Na₂SO₄）的形式析出。这种复盐 在母液蒸发器和溶出管道内结疤，使其传热系数降低。溶液中硫酸钠 含量增加使溶液的粘度增加，原矿浆的磨制和分级受到影响，赤泥沉 降槽溢流浑浊，因此拜耳法生产要求矿石中的硫含量低于0.2%。

铝土矿中的有机物是影响氧化铝溶解于碱溶液的物质。随着溶液 在氧化铝生产中的循环使用，有机物逐渐累积起来，它严重影响氧化 铝的生产效率和经济成本，并对产品质量有不利影响。有机物还使赤 泥分离过程特别是种分过程受到不良影响，成品Al(OH)₃由于吸附了 有机物，使种子活性降低，粒度变细，白度下降，颜色成灰褐色。有 机物还使母液蒸发时析出的一水碳酸钠细化，难以分离。致使排盐困 难。有机物使铝酸钠溶液的粘度增加，在输送和搅拌时易产生泡沫。

总之，溶液中的硫和有机物几乎对所有生产过程都有不利影响。 溶出效果差、结疤速度快、沉降分离困难、叶滤机过料效果差、沉降 槽易跑浑、种子细化，平、立盘过滤效果差，溶液浑浊，成品白度下 降，杂质含量高等。严重的时候会造成生产流程中断，使生产无法连 续，稳定运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产 方法，通过该方案的实施能有效地提高氧化铝的溶出率，降低硫，有 机物的溶出率，最大限度减少硫和有机物进入铝酸钠溶液，避免对生 产系统和氢氧化铝的品质造成不利影响。

本发明的具体技术方案如下：

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括铝土矿的破碎、原 矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝酸钠溶 液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，所述的预脱硅工序 中，黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k：1.34-1.45计算进行添加， 石灰的添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S：1.30-1.60计算 进行添加；所述高压溶出工艺中，循环母液的浓度N_k：200-220g/L。

进一步，所述的预脱硅工序中，黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸 钠的α_k：1.37-1.42计算进行添加，石灰的添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S：1.35-1.50计算进行添加；所述高压溶出工艺中，循 环母液的浓度N_k：200-210g/L。

进一步，所述的原矿浆制备工序制备出的原矿浆细度为：5%≤ 160#﹤20%。

进一步，所述的原矿浆制备工序制备出的原矿浆细度为：8%≤ 160#≤15%。

进一步，所述的预脱硅工序中，温度控制为100-105℃：时间控 制为：10-12h。

进一步，所述的高压溶出工序中，溶出温度：275-280℃，溶出 压力：5.3～5.5Mpa。

进一步，所述的高压溶出工序中，溶出温度：275-280℃，溶出 压力：5.3～5.4Mpa。

本发明通过对溶出工艺中各种成分原料配比的调整以及严格控 制，并对溶出工艺进行进一步的优化，有效地提高了氧化铝的溶出率， 且硫和有机物的的溶出率大大降低，从而消除了硫和有机物对生产系 统的危害，进一步保证了拜耳法氧化铝的生产效率。采用目前该技术 领域普通工艺与本发明工艺进行分别生产，整个生产效果具体情况对 比（以生成的赤泥成分比例进行分析）如下表所示：

对比上述两种不同溶出条件下的硫和有机物以及Al₂O₃的溶出 率，我们发现，通过本发明的，Al₂O₃的溶出率有大幅提高，硫和有 机物的溶出率大大降低。经放大生产后Al₂O₃的溶出率稳定保持在 95%以上，硫和有机物的溶出率在10%左右，降低生产成本200元 /t·AH。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

具体实施例1

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括黑灰铝土矿的破 碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝 酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，在原矿浆制 备工序制备出的原矿浆细度为：10%≤160#﹤20%；预脱硅工序中， 黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k=1.34计算进行添加，石灰的 添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S=1.30计算进行添加，温 度控制为100℃，时间控制为10h；在高压溶出工艺中，循环母液的 浓度N_k=200g/L，溶出温度为275℃，溶出压力为5.3Mpa。

通过上述工艺Al₂O₃溶出率：90.49%；硫溶出率S：12.86%；有 机物溶出率：9.48%。

然而现有工艺中的Al₂O₃溶出率：72.23%；硫溶出率S：77.76%； 有机物溶出率：53.36%。可见本发明的黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产 方法相对于现有技术，具有突出的实质性特点和显著的技术进步。

具体实施例2

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括黑灰铝土矿的破 碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝 酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，在原矿浆制 备工序制备出的原矿浆细度为：8%≤160#≤15%；预脱硅工序中， 黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k=1.45计算进行添加，石灰的 添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S=1.60计算进行添加，温 度控制为105℃，时间控制为12h；在高压溶出工艺中，循环母液的 浓度N_k=220g/L，溶出温度为280℃，溶出压力为5.5Mpa。

通过上述工艺Al₂O₃溶出率：95.03%；硫溶出率S：10.88%；有 机物溶出率：7.53%。

具体实施例3

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括黑灰铝土矿的破 碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝 酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，在原矿浆制 备工序制备出的原矿浆细度为：5%≤160#≤15%；预脱硅工序中， 黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k=1.42计算进行添加，石灰的 添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S=1.50计算进行添加，温 度控制为100℃，时间控制为10h；在高压溶出工艺中，循环母液的 浓度N_k=210g/L，溶出温度为280℃，溶出压力为5.4Mpa。

通过上述工艺Al₂O₃溶出率：96.12%；硫溶出率S：10.02%；有 机物溶出率：7.18%。

具体实施例4

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括黑灰铝土矿的破 碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝 酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，在原矿浆制 备工序制备出的原矿浆细度为：8%≤160#≤15%；预脱硅工序中， 黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k=1.40计算进行添加，石灰的 添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S=1.40计算进行添加，温 度控制为105℃，时间控制为12h；在高压溶出工艺中，循环母液的 浓度N_k=205g/L，溶出温度为280℃，溶出压力为5.3Mpa。

通过上述工艺Al₂O₃溶出率：95.52%；硫溶出率S：10.44%；有 机物溶出率：7.42%。

具体实施例5

一种黑灰铝土矿拜耳法氧化铝生产方法，包括黑灰铝土矿的破 碎、原矿浆的制备、预脱硅、高压溶出、稀释、赤泥分离与洗涤、铝 酸钠溶液精制、种子分解、氢氧化铝分级与洗涤、焙烧，在原矿浆制 备工序制备出的原矿浆细度为：8%≤160#﹤20%；预脱硅工序中， 黑灰铝土矿的添加量以溶出铝酸钠的α_k=1.40计算进行添加，石灰的 添加量以CaO和铝土矿SiO₂质量之比：C/S=1.45计算进行添加，温 度控制为100℃，时间控制为12h；在高压溶出工艺中，循环母液的 浓度N_k=210g/L，溶出温度为275℃，溶出压力为5.3Mpa。

通过上述工艺Al₂O₃溶出率：94.78%；硫溶出率S：10.34%；有 机物溶出率：7.52%。

凡在不脱离本发明核心的情况下做出的简单的变形或修改均落 入本发明的保护范围。