專利名稱：一種拜爾法溶出添加劑及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種拜爾法溶出添加劑，涉及采用一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行拜爾法溶出過程中，為降低溶出赤泥中的鋁硅比、鈉硅比而采用的溶出添加劑及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
在處理一水硬鋁石型鋁土礦的混聯(lián)法或純拜爾法溶出過程中，為了消除鈦礦物的危害作用，通常按干礦石量的5～8％加入石灰作為溶出添加劑，石灰的加入，可以提高氧化鋁的溶出速度、降低堿耗，但通常情況下，溶出赤泥的鋁硅比為1.5～2.0，鈉硅比為1.3左右。這部分溶出赤泥，如不進(jìn)行回收，則造成堿的大量損失，并使礦石的利用率下降；若進(jìn)行回收，則需采用能耗較高的燒結(jié)法處理，使整個(gè)生產(chǎn)過程的能耗升高。尋找具有降低溶出赤泥的鋁硅比、鈉硅比功效的新型溶出添加劑代替石灰，使拜爾法赤泥可以直接外排，進(jìn)而取消混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁的燒結(jié)法部分，有效解決中、低品位的一水硬鋁石型鋁土礦無法采用純拜爾法處理問題，是目前采用中、低品位的一水硬鋁石型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)中，人們所關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效降低溶出赤泥中的鋁硅比、鈉硅比的一水硬鋁石型鋁土礦拜爾法的溶出添加劑。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種拜爾法溶出添加劑，其特征在于其溶出添加劑是水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O。
本發(fā)明的一種拜爾法溶出添加劑的制備方法，其特征在于制備過程依次為1)采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000～1300℃，燒制30～120分鐘，燒成的鐵酸鈣料磨細(xì)；2).將燒成的磨細(xì)后的鐵酸鈣按CaO與鐵酸鈣2CaO·Fe2O3的配料比為1比1，反應(yīng)溫度25～60℃，反應(yīng)時(shí)間4～10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O；一種拜爾法溶出添加劑使用方法，其特征在于制備的水化鐵酸鈣加入拜爾法溶出過程中，其加入量按溶出反應(yīng)生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2計(jì)算進(jìn)行溶出。
在拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的工藝過程中，加入添加劑水化鐵酸鈣，使溶出過程中的二氧化硅不斷地進(jìn)入水化鐵酸鈣分子中，使生成的鐵水化石榴石成為赤泥中的主要成分，從而降低赤泥中的鋁硅比和鈉硅比，提高拜爾法生產(chǎn)過程中氧化鋁的回收率，降低堿耗，最終使我國氧化鋁工業(yè)能夠利用中低品位的一水硬鋁石礦，采用純拜爾法工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
在拜爾法溶出過程中，添加水化鐵酸鈣作為溶出添加劑，使礦石中的硅礦物以水化石榴石的形式析出，而不是常規(guī)的水合鋁酸鈉形式。由于本添加劑自然界中沒有存在，因此需在一定的條件下合成。采用本發(fā)明的一種拜爾法溶出添加劑進(jìn)行拜爾法溶出，其溶出赤泥的鋁硅比為0.5～1.0，鈉硅比為0.15～0.20，可以實(shí)現(xiàn)拜爾法赤泥直接外排，從而取消燒結(jié)法部分，用純拜爾法處理中低品位一水硬鋁石鋁土礦的目的。
具體實(shí)施例方式
一種拜爾法溶出添加劑，其特征在于其溶出添加劑是水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O。制備過程依次為1)采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000～1300℃，燒制30～120分鐘，燒成的鐵酸鈣料磨細(xì)，其主要化學(xué)反應(yīng)為；2).將燒成的鐵酸鈣按CaO與鐵酸鈣2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度25～60℃，反應(yīng)時(shí)間4～10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O；其主要化學(xué)反應(yīng)為。
一種拜爾法溶出添加劑的使用方法，其特征在于將水化鐵酸鈣加入拜爾法溶出過程中，其加入量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2計(jì)，在一定的溶出條件下進(jìn)行拜爾法溶出，其溶出赤泥的鋁硅比為0.5～1.0，鈉硅比為0.15～0.20。而添加劑水化鐵酸鈣是合成的，首先采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000～1300℃，焙燒30～120分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按水化條件CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度25～60℃，反應(yīng)時(shí)間4～10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。一種拜爾法溶出添加劑使用方法，其特征在于制備的水化鐵酸鈣加入拜爾法溶出過程中，其加入量按溶出反應(yīng)生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2計(jì)算進(jìn)行溶出。溶出赤泥的鋁硅比為0.5～1.0，鈉硅比為0.15～0.20，可以實(shí)現(xiàn)拜爾法赤泥直接外排，從而取消燒結(jié)法部分，用純拜爾法處理中低品位一水硬鋁石鋁土礦的目的。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000℃，焙燒120分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度25℃，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.5，鈉硅比為0.20。
實(shí)施例2采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1100℃，焙燒90分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.7，鈉硅比為0.20。
實(shí)施例3采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1200，焙燒60分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按件CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為1.0，鈉硅比為0.15。
實(shí)施例4采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1300℃，焙燒30分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為1.0，鈉硅比為0.18。
實(shí)施例5采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1200℃，焙燒80分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.6，鈉硅比為0.16。
實(shí)施例6采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1100℃，焙燒120分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.5，鈉硅比為0.15。
實(shí)施例7采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1300℃，焙燒90分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度45，反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.5，鈉硅比為0.18。
實(shí)施例8采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000℃，焙燒30分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為1.0，鈉硅比為0.20。
實(shí)施例9采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1300℃，焙燒90分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.6，鈉硅比為0.15。
實(shí)施例10采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1200℃，焙燒60分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.8，鈉硅比為0.18。
實(shí)施例11采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1100℃，焙燒120分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.8，鈉硅比為0.20。
實(shí)施例12采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1200℃，焙燒90分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度25℃，反應(yīng)時(shí)間10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.8計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為1.0，鈉硅比為0.15。
實(shí)施例13采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000℃，焙燒120分鐘，制成鐵酸鈣2CaO·Fe2O3，將燒成的鐵酸鈣按CaO與2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1配料，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間8小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣。
采用苛性堿濃度220g/l，苛性比值3.0左右的溶出用液，加入的水化鐵酸鈣量按生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝2計(jì)，在260℃的溫度下進(jìn)行90分鐘的溶出，溶出赤泥的鋁硅比為0.5，鈉硅比為0.15。
權(quán)利要求
1.一種拜爾法溶出添加劑，其特征在于其溶出添加劑是水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O。
2.一種拜爾法溶出添加劑的制備方法，其特征在于制備過程依次為1)采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000～1300℃，燒制30～120分鐘，燒成的鐵酸鈣料磨細(xì)；2).將燒成的鐵酸鈣按CaO與鐵酸鈣2CaO·Fe2O3進(jìn)行1比1的配料，反應(yīng)溫度25～60℃，反應(yīng)時(shí)間4～10小時(shí)，加石灰水進(jìn)行水化制得水化鐵酸鈣3CaO·Fe2O3·6H2O；
3.一種拜爾法溶出添加劑使用方法，其特征在于制備的水化鐵酸鈣加入拜爾法溶出過程中，其加入量按溶出反應(yīng)生成的鐵水化石榴石3CaO·Fe2O3·nSiO2·(6-2n)H2O中n＝1.5～2計(jì)算進(jìn)行。
全文摘要
一種拜爾法溶出添加劑，涉及一種為降低溶出赤泥中的鋁硅比、鈉硅比而采用的溶出添加劑及其制備和使用方法。其特征在于其溶出添加劑是水化鐵酸鈣。制備過程依次為1)采用碳酸鈣和赤鐵礦按2比1的比例配好、混勻，在燒成爐中控制燒成溫度1000～1300℃，燒制30～120分鐘，燒成的鐵酸鈣料磨細(xì)；2)將燒成的鐵酸鈣按CaO與鐵酸鈣2CaO·Fe
文檔編號C01F7/00GK1442362SQ0312195
公開日2003年9月17日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者劉丕旺, 朱金勇, 趙清杰, 陳建華, 杜濤 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司