鋁酸鈣代替石灰拜耳法溶出的提案

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(wú)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(wèn)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 ,能有效的發(fā)揮高效絮凝劑的

2、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. baqat to 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) 。al2 o3因此 ,添加石灰的拜耳法溶出過(guò)程 ,參與化學(xué)反應(yīng)的不是原來(lái)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(wú)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

4、 明鋁酸鈣替代石灰時(shí)拜耳法溶出的反苛化程 度 。1回頭 ,加大了 al2 o 3 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(guò)的方案2外 ,還有另一方案 拜耳法溶出一水硬鋁石礦添加 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(guò)程便不難發(fā)覺(jué) ,拜耳法循環(huán)和石灰接觸 ,發(fā)生如下反應(yīng) :3ca ( o h) 2 + 2naal ( o h) 4 = 2nao h + 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) 。al2 o3 ·6 h2 o 鋁礦石 , %al2 o3 河南礦 6918 山西礦 6511 鈣質(zhì)料 , %sio251631410fe2 o331421180cao01470113tio231322183co201310127a/ s1214416cao921645124711co2412041201411al2 o3019023181312sio2014311510175石灰脫硅鋁酸鈣提鎵鋁酸鈣鈣質(zhì)料的礦物組成 , %3cao·al2 o3 ·6 h2 o-8

6、746caco39158103210石灰脫硅鋁酸鈣提鎵鋁酸鈣循環(huán)堿液 , %k3134na2 ok22616al2 o311118na2 oc1717na2 oc/ na2 o t01072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 150 ml 的彈式壓煮釜 ,鈣質(zhì)料 = 114 ×tio2 / caog/ g·礦入循環(huán)堿液 100 ml ,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(guò)濾分離 ,赤泥經(jīng)

7、滌 、烘干送分析 。順便提及 ,本試驗(yàn)以無(wú)機(jī)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/ n t) 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 ·al2 o3 ·

8、;6 h2 o + 2nao h 2naal試驗(yàn)結(jié)果與討論配礦k = 117 ,在 245 下壓煮溶出 115 h ,加不同鈣質(zhì)料對(duì)拜耳法溶出的影響見(jiàn)表 1 。1添加不同鈣質(zhì)料溶出對(duì)比數(shù)據(jù)(o h) 4 + 3ca (o h) 2caco + 2nao h na co + ca (o h)32 32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 、式 分解產(chǎn)出 ca (o h) 2 ,故能替代石灰 。碳酸鈣反苛化與溫度的關(guān)系 :412 ×10 - 9l p caco3在 25 時(shí) k = l115 ×10 - 4=- 3 =ca (o h

9、)2 311 ×10p在 200 時(shí) , k1 。因此 ,提高壓煮溫度及苛性堿濃度 , caco3分解將更加完全 。 添加鋁酸鈣替代石灰的拜耳法溶出 ,理論與小試均表明是可行的 ,更為簡(jiǎn)便地解決了脫 硅 、提鎵排出的鋁酸鈣固渣處理難題 ,有著誘人 的應(yīng)用前景 。11134參考文獻(xiàn)表 1 顯示 ,同添加石灰相比較 ,在相同條件以鋁酸鈣替代石灰溶出 , 不影響赤泥 a/ s 。 于反苛化問(wèn)題 ,這里選擇溶出液 na2 oc 的濃變化來(lái)示別 ,并取 na2 oc/ na2 o t 衡量反苛化的大小 。由表 1 可看出 , 鋁酸鈣攜帶的 ca21仇振琢. 輕金屬. 1991 , 6 . p1

10、1 . 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 .鈣質(zhì)料 項(xiàng)目工 業(yè) 石 灰脫 硅 鋁酸鈣提 鎵 鋁酸鈣河 南 礦溶出液g/ lna2o tal2o3na2ocknc/ n t13212116199181172010741371012514101411660107613717125191118116501085赤 泥%sio2al2o3cao na2o co2a/ s1616211117151010111411271713201817169170177112016182113171991401941127山 西 礦溶出液g/ lna2o tal2o3na2ocknc/ n t