本發(fā)明屬于冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種球團(tuán)法冶煉鋁土礦的方法。

背景技術(shù)：
由于特殊的成礦背景，在我國(guó)內(nèi)蒙古中西部的部分煤炭資源中，賦存大量勃姆石和高嶺石等含鋁礦物。此煤炭資源主要分布于準(zhǔn)格爾煤田、卓資山煤田及大青山煤田，其中氧化鋁含量達(dá)到9～13％。發(fā)電后產(chǎn)生的粉煤灰中氧化鋁含量可達(dá)40～50％，是一種非傳統(tǒng)的鋁土礦資源。每年僅內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)高鋁煤炭產(chǎn)量就達(dá)到1.2億噸，其中部分煤炭用于發(fā)電后產(chǎn)生近3000萬(wàn)噸高鋁粉煤灰，其中內(nèi)蒙古中西部地區(qū)約1400萬(wàn)噸，集中堆存在呼和浩特、鄂爾多斯，具有較高經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值的含鋁資源。粉煤灰提取氧化鋁的工藝路線(xiàn)目前主要有堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法和氣體氯化法。堿法主要包括石灰石燒結(jié)法，堿石灰燒結(jié)法，預(yù)脫硅+堿石灰燒結(jié)法等；酸法主要包括：硫酸法、鹽酸法、硝酸法、氫氟酸法等。而目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的工藝路線(xiàn)主要有：石灰石燒結(jié)法，預(yù)脫硅堿石灰燒結(jié)法，酸法，硫酸銨燒結(jié)法。以上幾種方案從工藝方面比較，均能實(shí)現(xiàn)粉煤灰中的氧化鋁和二氧化硅分別提取利用。石灰石燒結(jié)法存在產(chǎn)品單一、能耗較高、渣量大等缺點(diǎn)。預(yù)脫硅堿石灰燒結(jié)法按照“先硅后鋁”的生產(chǎn)工藝，主要的化學(xué)消耗材料如碳酸鈉和氫氧化鈉基本實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用，但生產(chǎn)成本較高。酸法和硫酸銨法是按照“先鋁后硅”的生產(chǎn)工藝，可實(shí)現(xiàn)硫酸銨和鹽酸的循環(huán)利用，得到的產(chǎn)品為氧化鋁、硅副產(chǎn)品等，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣僅為預(yù)脫硅堿石灰燒結(jié)法的50％，渣量相對(duì)較少。但酸法設(shè)備投資很高，且生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用也很高，而且生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)造成較大的環(huán)境壓力。硫酸銨法雖然克服了設(shè)備的相對(duì)腐蝕及對(duì)環(huán)境造成的壓力，但在規(guī)模化生產(chǎn)情況下，設(shè)備的大型化還存在困難，生產(chǎn)工藝也需要進(jìn)一步探索，工藝的可靠性還不是很確定。目前我國(guó)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的粉煤灰提取氧化鋁的工藝只有堿石灰燒結(jié)法，但由于成本居高，虧損嚴(yán)重。如何有效利用粉煤灰，解決我國(guó)鋁土礦資源的不足及工業(yè)固廢利用，是本領(lǐng)域企業(yè)面對(duì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種粉煤灰的綜合利用方法，結(jié)合干法燒結(jié)、全種分和高濃度堿液蒸發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粉煤灰的干法燒成，獲得氧化鋁、液堿等多種產(chǎn)物。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種粉煤灰的干法燒成技術(shù)，包括以下步驟：(1)用石灰石粉、粉煤灰、純堿及蒸發(fā)回收的循環(huán)堿液進(jìn)行配料，配料比例為粉煤灰35～45％、石灰石26～35％、純堿5～15％，水分為12～21％，堿比為1，鈣比為1。(2)將配好的料進(jìn)入混料機(jī)進(jìn)行充分混合；(3)將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在950～1350℃，燒結(jié)得到的熟料用冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻，然后采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)到-0.074mm占90％以上的熟料粉末(粒度小于0.074mm的顆粒占90％以上)；(4)將熟料粉加水或調(diào)整液進(jìn)行溶出，液固比為3～4:1，溶出時(shí)間為15～20分鐘，溫度為75℃。(5)將步驟(4)得到的熟料粉的渣用80～95℃熱水進(jìn)行充分洗滌后進(jìn)行脫堿，洗滌后的水為調(diào)整液；脫堿溫度160～200℃，時(shí)間1小時(shí)，液固比3～5:1，脫堿完的渣進(jìn)行充分洗滌后得到副產(chǎn)品硅酸鈣，可以用于建材和土壤調(diào)理。(6)將步驟(4)溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后脫硅，脫硅溫度160～180℃，時(shí)間1～2小時(shí)，(7)將步驟(6)脫硅得到的溶液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到Al(OH)3，然后焙燒得到氧化鋁；(8)將步驟(7)得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280～300g/L，然后再進(jìn)行第二步蒸發(fā)，得到堿液濃度為Na2O500～600g/L；將步驟(5)得到的脫堿液也同樣進(jìn)行兩步蒸發(fā)得到堿液濃度為Na2O500～600g/L，作為液堿副產(chǎn)品用于氧化鋁行業(yè)原料。(9)將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到步驟(6)中進(jìn)行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為：首溫80～110℃，末溫40～50℃，時(shí)間6～8小時(shí)。(10)將步驟(9)得到的母液與步驟(8)得到的鹽和步驟(6)得到的硅渣進(jìn)行混合，然后作為配料堿液返回到步驟(1)中，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。其中，所述步驟(1)中的粉煤灰為發(fā)電后產(chǎn)生的粉煤灰，其中氧化鋁含量為40～50％；所述石灰石為粒度為-0.074mm的顆粒占85％以上的石灰石粉末。其中所述步驟(1)配料所控制的條件為，堿液濃度為Na2O500～600g/L，αk＝12～30。其中，所述步驟(2)混礦采用的裝置為立式強(qiáng)力混料機(jī)，屬于干法混料技術(shù)，混料均勻度可達(dá)98％以上。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000～1100℃。優(yōu)選地，熟料粉的渣用80～95℃熱水進(jìn)行5～7次反向洗滌，洗滌后進(jìn)行脫堿；所述步驟(5)中，脫堿完的渣用水進(jìn)行充分洗滌，洗滌排出的水用于配制脫堿液。用洗滌排出的水與渣配制的脫堿液中，Na2O為80～100g/L。其中，所述步驟(6)中，加入脫硅種子進(jìn)行脫硅。脫硅條件為：種子量40～60g/L，脫硅種子為脫硅步驟產(chǎn)生的晶體(在剛投產(chǎn)的時(shí)候沒(méi)有種子)。其中，所述步驟(6)中，脫硅溶液的苛性化指數(shù)αk控制為1.4～1.8，AL2O3濃度控制為120～160g/L。進(jìn)一步地，所述步驟(9)中，向種分母液中加種子降溫結(jié)晶，種子量10～40g/L，所述種子為種分產(chǎn)生的鋁酸鈉晶體。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：(1)本發(fā)明在氧化鋁傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用干法燒成技術(shù)，通過(guò)在脫硅、分解、蒸發(fā)、熟料先干磨再溶出等方面的技術(shù)整合，從整個(gè)流程上實(shí)現(xiàn)了粉煤灰的干法燒成。(2)本發(fā)明在傳統(tǒng)燒結(jié)法技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了全種分工藝技術(shù)，使燒結(jié)法工藝流程縮減了三分之一以上，綜合計(jì)算種分分解率提高到90％以上，氧化鋁的總回收率達(dá)到90％以上，降低了操作難度，減少設(shè)備及人員投入，降低了能耗。(3)本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了粉煤灰的高效綜合利用，通過(guò)控制配料配方、燒成條件和脫堿條件能夠生產(chǎn)出不同規(guī)格的硅酸鈣副產(chǎn)品，容重可以控制在300～800kg/m3，分別適用于建材和土壤調(diào)理，既可以保證其輕質(zhì)特性，又可以保證降低運(yùn)輸成本。(4)本發(fā)明可以將部分廉價(jià)的工業(yè)純堿轉(zhuǎn)化為附加值高的液堿，進(jìn)一步降到了本技術(shù)的主產(chǎn)品的成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。附圖說(shuō)明圖1：干法燒成粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的流程圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不以此來(lái)限制本發(fā)明的范圍。下面將通過(guò)不同實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例中，可以在前述化學(xué)成分與制造方法范圍內(nèi)加以調(diào)整實(shí)施。實(shí)施例1本實(shí)施例采用的原料粉煤灰為內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)某電廠產(chǎn)出的高鋁粉煤灰，其成分如表1所示。石灰石采用呼和浩特地區(qū)所產(chǎn)石灰石，其成分如表2。表1：粉煤灰成分表2：石灰石成分成分AL2O3SiO2Fe2O3MgOK2OCaO灼減總量石灰石0.571.320.311.560.1951.9854.93100首先將成分如表2的石灰石破碎至2～5mm，然后將礦粉磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85％以上。然后加入成分如表1的粉煤灰及純堿粉進(jìn)行充分混合，配料比例為粉煤灰35質(zhì)量份、石灰石26質(zhì)量份、純堿5質(zhì)量份，然后加入經(jīng)過(guò)二次蒸發(fā)得到的循環(huán)堿液，其濃度為Na2O530g/L，αk＝14。得到的配料中水分26％，堿比為1，鈣比為1。將配好的料加入立式強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，混合均勻度達(dá)到98％以上。將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000～1100℃，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在950～1050℃，燒結(jié)熟料用冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻。然后熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)到-0.074mm占90％以上的熟料粉末。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，液固比為4:1，配制的熟料粉混合液的溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，溶出時(shí)間20分鐘，溫度為75℃。將溶出后的熟料粉的渣用90℃熱水進(jìn)行充分洗滌后加入脫堿渣洗液進(jìn)行脫堿(洗滌排出的水作為調(diào)整液)，脫堿混合物中Na2O90g/L，脫堿溫度200℃，時(shí)間1小時(shí)，液固比4:1，脫堿完的渣進(jìn)行充分洗滌后得到副產(chǎn)品硅酸鈣(洗滌后的脫堿渣洗液返回脫堿步驟使用)，容重測(cè)定為310kg/m3，用于制作輕質(zhì)建材。脫堿后得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為140g/L，加入脫硅種子(即脫硅產(chǎn)生的晶體)在脫硅機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī)進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣用于回頭配料。脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進(jìn)行種分分解，分解得到Al(OH)3，然后焙燒得到氧化鋁。分解得到的種分母液分兩步進(jìn)行蒸發(fā)和排鹽，第一步用常規(guī)六效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)到堿液濃度為Na2O280～300g/L，然后再用鎳材蒸發(fā)器進(jìn)行第二步蒸發(fā)，得到堿液濃度為Na2O530g/L。將溶出渣脫堿得到的脫堿液也同樣進(jìn)行兩步蒸發(fā)得到堿液濃度為Na2O550g/L，作為一種液堿副產(chǎn)品用于氧化鋁行業(yè)作為原料。將第二步蒸發(fā)后的種分母液進(jìn)行加種子降溫結(jié)晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加入到溶出粗液中進(jìn)行溶解循環(huán)。結(jié)晶條件為：首溫80℃，末溫50℃，種子量20g/L，時(shí)間6小時(shí)。將結(jié)晶得到的循環(huán)母液與蒸發(fā)排出鹽和脫硅得到的硅渣進(jìn)行混合，然后作為配料堿液返回進(jìn)行配料，實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)。將種分分解步驟和兩步蒸發(fā)排鹽步驟得到的分解循環(huán)母液綜合計(jì)算，種分分解率可以達(dá)到90％以上。實(shí)施例2首先將成分如表2的石灰石破碎至2～5mm，然后將礦粉磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85％以上。然后加入成分如表1的粉煤灰及純堿粉進(jìn)行充分混合，其中粉煤灰40份、石灰石30份、純堿10份，然后加入堿液，濃度為Na2O550g/L，αk＝20。配料控制指標(biāo)，水分25％，堿比為1，鈣比為1。將配好的料連同堿液一起加入強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，混合均勻度要求大于98％以上。將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000～1100℃，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1150～1250℃，燒結(jié)熟料用冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻。然后熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)到-0.074mm占90％以上的熟料粉末。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，液固比為4:1，溶出時(shí)間為15分鐘，溫度為75℃。將溶出后的渣進(jìn)行充分洗滌后加入脫堿渣洗液進(jìn)行脫堿，洗液液成分Na2O90g/L，溫度180℃，時(shí)間1小時(shí)，液固比4:1，脫堿完的渣進(jìn)行充分洗滌后得到副產(chǎn)品硅酸鈣，容重測(cè)定為450kg/m3用于制作建材。溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為140g/L，加入脫硅種子在脫硅機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī)進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣與循環(huán)母液混合回頭配料。重復(fù)實(shí)例1中的分解、蒸發(fā)結(jié)晶方式，實(shí)現(xiàn)工藝循環(huán)。將種分分解步驟和兩步蒸發(fā)排鹽步驟得到的分解循環(huán)母液綜合計(jì)算，種分分解率可以達(dá)到90％以上。實(shí)施例3首先將成分如表2的石灰石破碎至2～5mm，然后將礦粉磨細(xì)至粒度為-0.074mm占85％以上。然后加入成分如表1的粉煤灰及純堿粉進(jìn)行充分混合，其中粉煤灰45質(zhì)量份、石灰石35質(zhì)量份、純堿15質(zhì)量份，然后加入堿液，濃度為Na2O600g/L，αk＝30。配料控制指標(biāo)，水分23％。，堿比為1，鈣比為1。將配好的料連同堿液一起加入強(qiáng)力混料機(jī)進(jìn)行充分混合，混合均勻度要求大于98％以上。將混成料進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥，干燥用煙氣為燒結(jié)窯的煙氣，溫度為1000～1100℃，干燥完成的物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1300～1350℃，燒結(jié)熟料用冷卻機(jī)進(jìn)行冷卻。然后熟料采用立磨進(jìn)行干磨，磨細(xì)到-0.074mm占90％以上的熟料粉末。將磨制好的熟料粉加調(diào)整液在溶出槽內(nèi)進(jìn)行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na2O50g/L，αk＝1.2，液固比為3.5:1，溶出時(shí)間為20分鐘，溫度為75℃。將溶出后的渣進(jìn)行充分洗滌后加入脫堿渣洗液進(jìn)行脫堿，洗液液成分Na2O90g/L，溫度160℃，時(shí)間1小時(shí)，液固比4:1，脫堿完的渣進(jìn)行充分洗滌后得到副產(chǎn)品硅酸鈣，容重測(cè)定為760kg/m3，用于制作建材和土壤調(diào)理劑。溶出得到的溶液與鋁酸鈉結(jié)晶混合溶解后，用一段種分蒸發(fā)母液調(diào)整αk為1.5，AL2O3濃度控制為140g/L，加入脫硅種子在脫硅機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫硅。脫硅條件為：種子量60g/L，溫度160℃，時(shí)間1小時(shí)，脫硅完成后，漿液用葉濾機(jī)進(jìn)行精制，精液進(jìn)行種分分解，脫硅渣與循環(huán)母液混合回頭配料。重復(fù)實(shí)例1中的分解、蒸發(fā)結(jié)晶方式，實(shí)現(xiàn)工藝循環(huán)。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。