铝酸钙代替石灰拜耳法溶出的提案.doc
铝酸钙代替石灰 拜耳法溶出的提案仇振琢陈莉(山东铝厂研究院淄博255065)摘要 : 针对一水硬铝石型铝土矿采用联合法生产氧化铝 ,添加石灰脱硅和石灰法回收镓的国情 ,提出用烧结法系统产出的铝酸钙替代石灰去拜耳法溶出方案 。试验表明 ,不仅回收了铝 酸钙中的 Al2O3 ,对拜耳法溶出率也无不利影响 。故可作为降低联合法生产氧化铝成本的途 径 。关键词 : 铝酸钙脱硅石灰法提镓拜耳法熔出铝厂为 :脱硅铝酸钙1118 万 t / a提镓铝酸钙412 万 t / a问题的提出烧结法生产氧化铝 ,添加石灰二次脱硅及 灰法提镓 ,均产出大量铝酸钙固渣 ,例如山东颗粒充分絮凝 ,能有效的发挥高效絮凝剂的作用 ,使沉降加快 。而原型沉降槽 ,进料套筒长 , 直径细 ,物料下行速度快 ,冲击力大 ,极易打碎 絮凝剂的分子结构 ,使絮凝力减弱 ,助沉效果变 差 ,降低了沉降速度 ,溢流产能降低 。4结论应用双流理论 ,在沉降槽内设置导流板 ,以工业赤泥浆液进行沉降分离试验 ,获得了新型 沉降 槽 比 原 型 沉 降 槽 溢 流 产 能 提 高 37 % 56 %的效果 。5 参考文献1吴若琼. 刘今. 轻金属1991 ,6 .2柳健康. 轻金属1991 ,8 .3付 翔 译. 吴 天 恩 校. 轻 金 属 科 技 情 报 网加 拿大P. F. Baqat to 等. 1989 , P12 .4唐宁 、赵西候. 第三届全国轻金属冶金学术会议论文集,1995 . P246 .图 3 沉降槽赤泥分布测定点示意图后 ,很快进入导流板内 ,即沉降区 。此时 ,固与液体同向向下流动 ,具有长链结构的高分 聚丙烯酸钠 ,在稳流的状态下 ,能与较细赤泥收稿日期 :1996 - 01 - 15 .现 行 生 产 流 程 , 铝 酸 钙 回 窑 烧 结 。Al2 O3因此 ,添加石灰的拜耳法溶出过程 ,参与化学反应的不是原来加的石灰 ,而是携带 CaCO3的水合铝酸钙 。据此 ,以铝酸钙替代石灰的拜耳法溶出 ,当 是可行无疑的了 。这和添加石灰相比 。不同点只是铝酸钙携带较多的 CaCO3 ,故本文侧重查 明铝酸钙替代石灰时拜耳法溶出的反苛化程 度 。1回头 ,加大了 Al2 O 3 生产加工费 。去年山东铝厂拜耳法系统试车 ,构成了拜耳 烧结联合法氧化铝生产流程 。原烧结法 系统排出的中间产物铝酸钙的处理 ,除可按介 绍过的方案2外 ,还有另一方案 拜耳法溶出一水硬铝石矿添加 铝酸钙固渣替代石灰 。 如所周知 ,自马诺耶夫发现添加石灰能极 大地提高一水硬铝石型铝土矿溶出率后 ,才作 为拜耳法生产氧化铝的辅助材料3。然而 ,洞 察添加石灰拜耳法溶出的实际过程便不难发觉 ,拜耳法循环和石灰接触 ,发生如下反应 :3Ca ( O H) 2 + 2NaAl ( O H) 4 = 2NaO H + 3CaO ·2 原料与试验2 . 1原材料为符合生产实际 ,试验所用的原材料均取自生产现场 。Al2 O3 ·6 H2 O 铝矿石 , %Al2 O3 河南矿 6918 山西矿 6511 钙质料 , %SiO251631410Fe2 O331421180CaO01470113TiO231322183CO201310127A/ S1214416CaO921645124711CO2412041201411Al2 O3019023181312SiO2014311510175石灰脱硅铝酸钙提镓铝酸钙钙质料的矿物组成 , %3CaO·Al2 O3 ·6 H2 O-8746CaCO39158103210石灰脱硅铝酸钙提镓铝酸钙循环碱液 , %k3134Na2 Ok22616Al2 O311118Na2 Oc1717Na2 Oc/ Na2 O T01072式中TiO2 为铝矿中 TiO2 的百分含量 ;2 . 2试验方法CaO 为钙质料中 caO 的百分含量 。铝矿粉按钙钛分子比等于 2 配加钙质料 :溶出器为有效容积 150 ml 的弹式压煮釜 ,钙质料 = 114 ×TiO2 / CaOg/ g·矿入循环碱液 100 ml ,机械翻滚搅拌 ,在指定温下保温一定时间取出 ,以热水冷却弹式压煮,溶出浆液用热水稀释后 ,过滤分离 ,赤泥经 涤 、烘干送分析 。顺便提及 ,本试验以无机盐 间接加热 ,故釜内实际浓度比现行生产上直加热约高 25 % 。CO3 反苛化量 ,随碳酸钙量而异 ,同石灰相比 ,添加脱硅铝酸钙时约升高 015g/ l ,提镓铝酸钙 时升高 115g/ l 左右 。应当指出 ,本试验所用的石灰系从生产现场手拣出的 ,CaCO3 含量低 ,即使依此为对比的 基准 ,反苛化量 ( NC/ N T) 增加约 1 % ,这远小于人们的预想值 。揭示铝酸钙替代石灰的拜耳法溶出 ,反苛化对拜耳法系统的负面影响 ,尚不足 为患 。铝酸钙所以能够替代石灰 ,系由于存在下 述反应 :3CaO ·Al2 O3 ·6 H2 O + 2NaO H 2NaAl试验结果与讨论配矿k = 117 ,在 245 下压煮溶出 115 h ,加不同钙质料对拜耳法溶出的影响见表 1 。1添加不同钙质料溶出对比数据(O H) 4 + 3Ca (O H) 2CaCO + 2NaO H Na CO + Ca (O H)32 32水合铝酸钙及其携带的 CaCO3 ,在低温下是稳定的 。随着温度的升高 ,将分别按 、式 分解产出 Ca (O H) 2 ,故能替代石灰 。碳酸钙反苛化与温度的关系 :412 ×10 - 9L P CaCO3在 25 时 k = L115 ×10 - 4=- 3 =Ca (O H)2 311 ×10P在 200 时 , K1 。因此 ,提高压煮温度及苛性碱浓度 , CaCO3分解将更加完全 。 添加铝酸钙替代石灰的拜耳法溶出 ,理论与小试均表明是可行的 ,更为简便地解决了脱 硅 、提镓排出的铝酸钙固渣处理难题 ,有着诱人 的应用前景 。11134参考文献表 1 显示 ,同添加石灰相比较 ,在相同条件以铝酸钙替代石灰溶出 , 不影响赤泥 A/ S 。 于反苛化问题 ,这里选择溶出液 Na2 OC 的浓变化来示别 ,并取 Na2 OC/ Na2 O T 衡量反苛化的大小 。由表 1 可看出 , 铝酸钙携带的 Ca21仇振琢. 轻金属. 1991 , 6 . P11 . 1992 , 11 .P11 .2仇振琢. 化工冶金. 1987 , 4 . P31 .3. . . . Hay- Tex. . . 1961 .收稿日期 :1996 - 01 - 28 .钙质料 项目工 业 石 灰脱 硅 铝酸钙提 镓 铝酸钙河 南 矿溶出液g/ lNa2O TAl2O3Na2OCKNC/ N T13212116199181172010741371012514101411660107613717125191118116501085赤 泥%SiO2Al2O3CaO Na2O CO2A/ S1616211117151010111411271713201817169170177112016182113171991401941127山 西 矿溶出液g/ lNa2O TAl2O3Na2OCKNC/ N T146191321991811700106713517120109161166010721381812714116501083赤 泥%SiO2Al2O3CaO Na2O CO2A/ S261826149181617117201982715261571817153102019627142615811171511560197
