專利名稱：一種鋁土礦礦漿的溶出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鋁土礦礦漿的溶出方法，涉及一種拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中鋁土礦礦礦漿 的溶出方法。
背景技術(shù)：
鋁土礦溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程的關(guān)鍵工序，溶出的目的就是要根據(jù)鋁土 礦的資源特點(diǎn)，選擇適宜的溶出條件，使礦石中的Al2O3盡可能多地進(jìn)入鋁酸鈉溶液，實(shí) 現(xiàn)與其它雜質(zhì)礦物的分離，并同時得到一定苛性比值的溶出液和具有良好沉降性能的赤 泥，為后續(xù)工序創(chuàng)造良好的操作條件。在拜耳法溶出過程中，鋁土礦漿采用間接加熱的預(yù)熱方式是拜耳法生產(chǎn)節(jié)能的 主要措施。礦漿在預(yù)熱升溫過程中的結(jié)疤問題是順利實(shí)現(xiàn)間接加熱強(qiáng)化溶出的主要障 礙，是影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的主要因素之一。在鋁土礦漿的預(yù)熱及溶出過程中，一些礦物與循環(huán)母液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以溶解 度很小的新的礦物形態(tài)結(jié)晶析出，被粘附在器壁表面或者在器壁表面直接析出，這就是 產(chǎn)生結(jié)疤的原因。氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的結(jié)疤的礦物及化學(xué)組成極其復(fù)雜，結(jié)疤的生 成也是一個極為復(fù)雜的物理化學(xué)過程，影響因素很多，這就給結(jié)疤生成機(jī)理及其防治方 法的研究帶來很大的困難。普遍認(rèn)為熱交換面上結(jié)疤的生成在很大程度上取決于鋁土礦 漿中隨溫度的升高而進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。礦漿的化學(xué)組成決定了生成的結(jié)疤礦物的種類。隨著鋁工業(yè)的發(fā)展及礦石資源的貧乏，如何利用現(xiàn)有礦石資源條件，高效經(jīng)濟(jì) 利用中低品位礦石，逐漸引起人們的關(guān)注。浮選脫硅是提高鋁土礦質(zhì)量的有效方法之 一。河南的中低品位鋁土礦通過正浮選脫硅而后進(jìn)行拜耳法處理，已經(jīng)得以工業(yè)化實(shí) 施，不過采用的是雙流法溶出系統(tǒng)，解決了選精礦預(yù)熱過程中結(jié)疤速度加快的問題。對 于已有管道化溶出系統(tǒng)采用選精礦生產(chǎn)氧化鋁，采用選精礦后管道預(yù)熱過程中的結(jié)疤問 題較使用鋁土礦原礦更為突出，主要是經(jīng)過浮選脫硅后，精礦中除帶入選礦藥劑外，含 硅礦物分布發(fā)生了變化，其高嶺石比例減少，伊利石和葉臘石比例增加，并且選精礦的 粒度比常規(guī)拜耳法的磨礦粒度更細(xì)，導(dǎo)致在礦漿的預(yù)熱過程中化學(xué)反應(yīng)速度加快，形成 結(jié)疤的位置提前。高嶺石和多水高嶺石在苛性堿濃度200g/L的母液中在95°C及以上溫度下發(fā)生大 量反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為水合鋁硅酸鈉，主要反應(yīng)為
Al2O3 · 2Si02 · 2H20 +6NaOH +aq — 2NaAl (OH) 4+2Na2[H2Si04]+aq xNa2[H2Si04]+2NaAl(OH)4 + (n_4) H20+aq —Na2O · Al2O3 · XSiO2 · nH20+2xNa0H+aq
通常情況下，葉臘石的大量反應(yīng)溫度在150°C以上，伊利石在180°C以上開始與母 液有明顯的反應(yīng)，隨溫度的升高反應(yīng)速度明顯加快，在250°C溫度下，伊利石可以在20 分鐘內(nèi)完全分解并轉(zhuǎn)換為鈉硅渣。銳鈦礦和金紅石等含鈦礦物，在高于180°C的溫度 的鋁酸鈉溶液內(nèi)，與氧化鈣有較快的反應(yīng)速度，其反應(yīng)產(chǎn)物主要為鈦酸鈣，分子式為CaO · TiO2,在某些條件下還可以生成羥基鈦酸鈣。目前已有的管道化溶出工藝在處理選精礦時采用的是礦漿在95°C左右的溫度下 預(yù)脫硅，預(yù)脫硅礦漿由管道預(yù)熱器預(yù)熱至溶出溫度，然后在不帶攪拌的串聯(lián)溶出停留罐 中保溫溶出，加熱管道中還會有結(jié)疤產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能有效減少含硅、 含鈦礦物在加熱管道換熱表面的析出機(jī)會的減少預(yù)熱管道結(jié)疤的鋁土礦礦漿的溶出方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種鋁土礦礦漿的溶出方法，溶出過程包括采用循環(huán)母液和精礦、石灰乳配制 成鋁土礦原礦漿、進(jìn)行預(yù)脫硅、管道化預(yù)熱溶出過程；其特征在于
(1)鋁土礦礦漿進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)脫硅；
(2)強(qiáng)化預(yù)脫硅礦漿進(jìn)行一段預(yù)熱管道進(jìn)行預(yù)熱后，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行 反應(yīng)，再泵入二段預(yù)熱管道加熱后，再引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)后，再引入加熱管 道加熱至溶出溫度，完成溶出過程。本發(fā)明的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其強(qiáng)化預(yù)脫硅過程是在 900C -110°C溫度下進(jìn)行的，其強(qiáng)化預(yù)脫硅時間為4-16小時。本發(fā)明的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其一段預(yù)熱管道進(jìn)行預(yù)熱的 溫度為170 180°C，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)20-30分鐘。本發(fā)明的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其二段預(yù)熱管道進(jìn)行預(yù)熱的 溫度為220-230°C，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)20-30分鐘。由于預(yù)脫硅的目的是使礦漿中可以導(dǎo)致結(jié)疤的硅礦物預(yù)先轉(zhuǎn)化成鈉硅渣，以減 緩礦漿在加熱表面形成鈉硅渣結(jié)疤的速度，提高礦漿預(yù)熱(加熱)過程的效率。提高預(yù) 脫硅溫度、延長反應(yīng)時間，可以使以高嶺石存在的硅盡可能的反應(yīng)完全；在預(yù)脫硅礦漿 的預(yù)熱過程中，在管道預(yù)熱器中先將礦漿預(yù)熱至170-180°C，在此將礦漿引入第一個停留 反應(yīng)罐中，停留20-30分鐘進(jìn)行充分的脫硅脫鈦反應(yīng)，然后通過管道預(yù)熱將礦漿繼續(xù)加 熱至220-230°C，在此溫度下將礦漿泵人第二段停留反應(yīng)罐，停留20-30分鐘用于礦漿的 進(jìn)一步脫硅、脫鈦，使以葉臘石、伊利石存在的含硅礦物大部分進(jìn)行反應(yīng)，形成鈉硅渣 或水化石榴石析出；以金紅石、銳鈦礦存在的含鈦礦物形成鈦渣析出，減少在后續(xù)加熱 表面的析出，從而降低結(jié)疤的形成速度。最后，將停留罐的礦漿加熱至溶出溫度后，引 入溶出停留罐中，保持一定的反應(yīng)時間，完成選精礦的溶出過程。本發(fā)明的方法是通過強(qiáng)化礦漿預(yù)脫硅過程，使高嶺石在預(yù)脫硅階段盡可能的反 應(yīng)，并在礦漿預(yù)熱段增設(shè)兩個停留罐裝置，即分段停留裝置，使以葉臘石、伊利石等含 硅礦物和銳鈦礦和金紅石等含鈦礦物，盡可能的在停留罐反應(yīng)，減少在加熱表面的反應(yīng) 機(jī)會，從而起到減緩預(yù)熱過程結(jié)疤的目的。
具體實(shí)施例方式一種減少礦漿預(yù)熱過程中管道結(jié)疤的方法，將采用循環(huán)母液和精礦、石灰乳配制成原礦漿，加熱至溫度為90°C-110°c，進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)脫硅4-16小時，進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)脫硅 后，將預(yù)脫硅礦漿送入管道進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱至170 180°C，引入保溫停留反應(yīng)罐中，停 留20-30分鐘后，礦漿泵入預(yù)熱管道中加熱至220-230°C后，再將礦漿送入第二段保溫停 留罐中停留20-30分鐘，進(jìn)行脫硅脫鈦反應(yīng)，反應(yīng)后的料漿進(jìn)入預(yù)熱管道以熔鹽加熱至 溶出溫度，完成溶出過程。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
按照一定的配料量加入浮選精礦、石灰乳和循環(huán)母液配制成要求的合格原礦漿，在 預(yù)脫硅槽內(nèi)于110°C溫度下進(jìn)行預(yù)脫硅8小時后，泵入礦漿預(yù)熱管道，預(yù)熱至170-180°c 時，將礦漿引入停留反應(yīng)罐中停留30分鐘，之后將礦漿泵入預(yù)熱管道繼續(xù)加熱至 220-230°C時，送入反應(yīng)停留罐中停留30分鐘，反應(yīng)后的料漿進(jìn)入預(yù)熱管道以熔鹽加熱 至溶出溫度并在溶出停留罐保持相應(yīng)的反應(yīng)時間，完成選精礦的溶出過程。實(shí)施結(jié)果是 選礦拜耳法礦漿預(yù)加熱系統(tǒng)結(jié)疤清理周期從一周左右提高到了 30天。實(shí)施例2
按照一定的配料量加入浮選精礦、石灰乳和循環(huán)母液配制成要求的合格原礦漿，在 預(yù)脫硅槽內(nèi)于95°C溫度下進(jìn)行預(yù)脫硅16小時后，泵入礦漿預(yù)熱管道，預(yù)熱至170-180°C 時，將礦漿引入停留反應(yīng)罐中停留20分鐘，之后將礦漿泵入預(yù)熱管道繼續(xù)加熱至 220-230°C時，送入反應(yīng)停留罐中停留30分鐘，反應(yīng)后的料漿進(jìn)入預(yù)熱管道以熔鹽加熱 至溶出溫度并在溶出停留罐保持相應(yīng)的反應(yīng)時間，完成選精礦的溶出過程。實(shí)施結(jié)果是 選礦拜耳法礦漿預(yù)加熱系統(tǒng)結(jié)疤清理周期從一周左右提高到了 28天。
權(quán)利要求
1.一種鋁土礦礦漿的溶出方法，溶出過程包括采用循環(huán)母液和精礦、石灰乳配制成 鋁土礦原礦漿、進(jìn)行預(yù)脫硅、管道化預(yù)熱溶出過程；其特征在于(1)鋁土礦礦漿進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)脫硅；(2)強(qiáng)化預(yù)脫硅礦漿進(jìn)行一段預(yù)熱管道進(jìn)行預(yù)熱后，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行 反應(yīng)，再泵入二段預(yù)熱管道加熱后，再引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)后，再引入加熱管 道加熱至溶出溫度，完成溶出過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其強(qiáng)化預(yù)脫硅過程 是在90°C -110°C溫度下進(jìn)行的，其強(qiáng)化預(yù)脫硅時間為4-16小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其一段預(yù)熱管道進(jìn) 行預(yù)熱的溫度為170 180°C，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)20-30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁土礦礦漿的溶出方法，其特征在于其二段預(yù)熱管道進(jìn) 行預(yù)熱的溫度為220-230°C，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)20-30分鐘。
全文摘要
一種鋁土礦礦漿的溶出方法，涉及一種拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中鋁土礦礦漿的溶出方法。其特征在于(1)鋁土礦礦漿進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)脫硅；(2)強(qiáng)化預(yù)脫硅礦漿進(jìn)行一段預(yù)熱管道進(jìn)行預(yù)熱后，礦漿引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，再泵入二段預(yù)熱管道加熱后，再引入一保溫反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)后，再引入加熱管道加熱至溶出溫度，完成溶出過程。本發(fā)明的方法，采用較高溫度和較長反應(yīng)時間的強(qiáng)化預(yù)脫硅過程，提高礦漿的預(yù)脫硅效率；同時，在預(yù)脫硅礦漿的管道預(yù)熱過程中分段設(shè)置停留反應(yīng)罐，使含硅、含鈦礦物在停留罐中充分反應(yīng)，減少在后續(xù)換熱表面的析出機(jī)會，從而減輕了礦漿在預(yù)熱過程中的結(jié)疤速度。
文檔編號C01F7/02GK102009990SQ20101058768
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者尹中林, 李曉萍, 楊巧芳, 楊桂麗 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司