CN1069882C - 湿法化学预处理中低品位铝土矿的化学选矿工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提高中低品位铝土矿品位的化学选矿工艺，其主要特征在于：以苛性比。ακ大于80，Na2Ok>250g/L的铝酸钠溶液，反应温度在80～110℃间，反应时间为20～120min，处理中低品位铝土矿，经固液分离后，得到铝硅比大于8的精矿，满足了拜尔法生产氧化铝的要求，简化了工艺条件，降低了能耗和生产成本，减少了对环境的污染，形成了适合处理中低品位铝土矿的化学选矿－拜尔法生产氧化铝新工艺。
Description
本发明涉及提高中低品位铝土矿品位的化学选矿工艺。它包括磨矿与预处理、固液分离、除硅、沉铝等步骤。
采用拜尔法生产氧化铝，其工艺流程简单，产品质量好，而且能耗低，各项技术经济指标优良，然而，此法要求铝土矿的铝硅比(A/S)高，必须＞8。为了满足拜尔法对铝土矿铝硅比高的要求，人们研究过采用物理法(如选择性絮凝、浮选、洗选和筛分等)、生物法(如细菌脱硅)、化学法(如高温焙烧预脱硅)处理中低品位铝土矿以提高矿石的铝硅比。这些方法仍处在研究、探索中。
前苏联曾以铝酸钠溶液或纯苛性碱液处理中低品位铝土矿，使含硅矿物分解，铝土矿品位提高。如以低苛性比(αK＜1.7)溶液处理铝土矿，由于其溶液中SiO2浓度低，要得到1吨高品位铝土矿精矿需30m3溶液，且溶液粘度大，固液分离较困难。若以高αK(20左右)，浓碱(450～500g/L Na2OK)溶液处理铝土矿，虽能使铝土矿品位提高，但由于其碱浓度太高，溶液循环困难。为了溶液循环，以上两种方法所得到的含硅铝酸钠溶液都是以生成钠硅渣的方法除去硅，为了回收这种渣中的碱和氧化铝，建议以烧结法或高压水化学法处理之。只是仍未应用实施。
目前对于中低品位铝土矿采用拜尔--烧结联合法或者烧结法处理。存在流程长、工艺复杂，能耗大，产品质量差，尤其是污染环境等弊端。
本发明的目的是提供一种湿法化学预处理工艺，以提高中低品位铝土矿的铝硅比，满足拜尔法生产氧化铝的要求，同时解决溶液除硅及沉铝的问题，使溶液能循环处理下一批矿石，构成一个循环系统，形成完整的湿法化学选矿--拜尔法生产氧化铝新工艺。
本发明为达到上述目的采用的主要技术方案是：
(1)铝土矿的预处理过程：以αK大于80,Na2OK＞250g/L的铝酸钠溶液，反应温度在80～110℃间，反应时间为20～120min，预处理的液固比大于8，处理铝硅比4～7的中低品位铝土矿，经固液分离后，所得固相为高铝硅比的精矿，送拜尔法系统。
(2)溶液的除硅过程：固液分离后的液相为含硅的铝酸钠溶液，溶液在大于100℃时，按分子比CaO/SiO2为1.0～2.0加入石灰，时间为20～120min，反应后固液分离，固相为不含铝的水合硅钙化合物。经洗涤后可得副产品--硅灰石排出系统。
(3)溶液中铝的回收过程：除去硅后的溶液，加入石灰后，使铝转化为水合铝酸钙沉淀，将其送入拜尔法系统可代替石灰，同时回收铝。溶液在小于90℃时，按分子比CaO/Al2O3大于2.5加入石灰，反应时间为不小于2h，固相为水合铝酸钙，液相为αK大于80的铝酸钠溶液，固液分离后溶液可用于循环处理下一批矿石。
本发明的积极效果得到了如下的充分体现：
采用纯湿法化学预处理工艺，提高了中低品位铝土矿矿石铝硅比，满足了拜尔法生产氧化铝的要求，简化了工艺条件，大大降低了能耗，降低了生产成本，降低了对环境的污染。且大部分硅在高压溶出前排出拜尔法系统，不仅可废物利用，还减少了结疤，减少了拜尔系统的物流量，形成了适合处理中低品位铝土矿的化学选矿--拜尔法生产氧化铝新工艺。同时也将有利于赤泥的进一步利用，为铝土矿其它开发利用(如：一水硬铝石矿石直接熔盐电解生产合金)创造了条件。
下面结合附图作进一步的描述：
附图为湿法化学预处理中低品位铝土矿的化学选矿工艺流程图。
附图描述了湿法化学预处理中低品位铝土矿的化学选矿工艺的全过程。它的步骤为：
①铝土矿预处理过程--包括磨矿、预处理和固液分离：利用含硅矿物和一水铝石与碱液反应的差异性，使中低品位矿石(A/S4～7)中含硅矿物分解，以αK大于80,Na2OK＞250g/L的铝酸钠溶液，在反应温度80～110℃之间，时间为20～120min，预处理的液固比大于8，经固液分离后，所得固相为铝硅比大于8.5的精矿，送拜尔法系统。
②溶液的除硅过程：固液分离后的液相为含硅的铝酸钠溶液，溶液在大于100℃时，按分子比CaO/SiO2为1.0～2.0加入石灰，时间为20～120min，反应后固液分离，固相为不含铝的水合硅钙化合物。经洗涤后可得副产品--硅灰石排出系统。
③溶液中铝的回收过程：除去硅后的溶液，加入石灰后，使铝转化为水合铝酸钙沉淀，将其送入拜尔法系统可代替石灰，同时回收铝。溶液在小于90℃时，按分子比CaO/Al2O3大于2.5加入石灰，反应时间为不小于2h，固相为水合铝酸钙，液相为αK大于80的铝酸钠溶液，固液分离后溶液可用于循环处理下一批矿石。
从而也就形成一个完整的高效的预处理中低品位铝土矿的湿法化学选矿--拜尔法生产氧化铝工艺。
实施例：
实施例1：
①铝土矿的化学预处理：选用铝土矿，其铝硅比A/S4.7，其中-200目大于80％，以Na2OK 300g/L,Al2O3为1.92g/L的铝酸钠溶液处理，液固比为10，反应温度为95℃，反应50min，经固液分离后，得到精矿的铝硅比A/S9.65；
或者选用反应温度100℃，反应30min后，得到精矿的A/S为9.97；
②溶液的除硅过程：固液分离后的液相，即含硅的铝酸钠溶液，按分子比CaO/SiO21.51配石灰，在180℃下，反应60min后，反应产物经X-射线衍射分析表明为硅钙化合物，溶液中的SiO2仅为0.603g/L，而铝不损失；
③溶液中铝回收过程：对除硅后的剩余溶液，按分子比CaO/Al2O3为3配石灰，在50℃时，反应8h后，溶液中Al2O3为2.08g/L，反应10h后溶液中Al2O3为1.925g/L；
或者按分子比CaO/Al2O3为4配石灰，同样条件下反应8h，溶液中Al2O3为0.65g/L。
实施例2：
①铝土矿的化学预处理：选用铝土矿的A/S5.7，其中-200目大于80％，以Na2OK 300g/L,Al2O3为1.4g/L的铝酸钠溶液处理，液固比为10，反应温度100℃，反应45min，经固液分离后，得到精矿的A/S为14.48；
或者选用反应温度95℃，反应65min后，得到精矿的A/S为14.26；
②溶液的除硅过程：固液分离后的液相，即含硅的铝酸钠溶液，按分子比CaO/SiO2 1.51配石灰，在180℃下，反应60min后，反应产物经X-射线衍射分析表明为硅钙化合物，溶液中SiO2仅为0.603g/L，而铝不损失；
③溶液中铝回收过程：对除硅后的剩余溶液，按分子比CaO/Al2O3为3配石灰，在50℃时，反应8h，溶液中Al2O3为2.08g/L，反应10h后溶液中Al2O3 1.925g/L；
或者按分子比CaO/Al2O3为4配石灰，同样条件下反应8h，溶液中Al2O3为0.65g/L。
Claims (3)
1．湿法化学预处理中低品位铝土矿的化学选矿工艺，涉及提高中低品位铝土矿品位的化学选矿工艺，它包括磨矿与预处理、固液分离、除硅、沉铝等步骤，其特征在于：
(1)铝土矿的预处理过程：以苛性比αK大于80,Na2Ok＞250g/L的铝酸钠溶液，反应温度在80～110℃之间，反应时间为20～120min，预处理的液固比大于8，处理铝硅比为4～7的中低品位铝土矿，经固液分离后，所得固相为高铝硅比的精矿，送拜尔法系统；
(2)溶液的除硅过程：固液分离后的液相为含硅的铝酸钠溶液，溶液在大于100℃时，按分子比CaO/SiO2为1.0～2.0加入石灰，反应时间为20～120min，反应后固液分离，固相为不含铝的水合硅钙化合物，经洗涤后可得副产品--硅灰石排出系统；
(3)溶液中铝的回收过程：除去硅后的溶液，加入石灰后，使铝转化为水合铝酸钙沉淀，将其送入拜尔法系统可代替石灰，同时回收铝，溶液在小于90℃时，按分子比CaO/Al2O3大于2.5加入石灰，反应时间为不小于2h，固相为水合铝酸钙，液相为αK大于80的铝酸钠溶液，固液分离后溶液可用于循环处理下一批矿石。
2．根据权利要求1所述的湿法化学预处理中低品位铝土矿的化学选矿工艺，其特征在于：
铝土矿的化学预处理：选用铝土矿，其铝硅比A/S4.7，其中-200目大于80％，以Na2OK 300g/L,Al2O3为1.92g/L的铝酸钠溶液处理，液固比为10，反应温度为95℃，反应50min，经固液分离后，得到精矿的铝硅比A/S9.65；
或者选用反应温度100℃，反应30min后，得到精矿的A/S为9.97；
溶液的除硅过程：对固液分离后的液相，即含硅的铝酸钠溶液，按分子比CaO/SiO2 1.51配石灰，在180℃下，反应60min后，反应产物经X-射线衍射分析表明为硅钙化合物，溶液中的SiO2仅为0.603g/L，而铝不损失；
溶液中铝回收过程：对除硅后的剩余溶液，按分子比CaO/Al2O3为3配石灰，在50℃时，反应8h后，溶液中Al2O3为2.08g/L，反应10h后溶液中Al2O3为1.925g/L；
或者按分子比CaO/Al2O3为4配石灰，同样条件下反应8h，溶液中Al2O3为0.65g/L。
3．根据权利要求1所述的湿法化学预处理工艺，其特征在于：
铝土矿的化学预处理：选用铝土矿的A/S5.7，其中-200目大于80％，以Na2OK 300g/L,Al2O3为1.4g/L的铝酸钠溶液处理，液固比为10，反应温度100℃，反应45min，经固液分离后，得到精矿的A/S为14.48；
或者选用反应温度95℃，反应65min后，得到精矿的A/S为14.26；
溶液的除硅过程：对固相分离后的液相，即含硅的铝酸钠溶液，按分子比CaO/SiO2 1.51配石灰，在180℃下，反应60min后，反应产物经X-射线衍射分析表明为硅钙化合物，溶液中SiO2仅为0.603g/L，而铝不损失；
溶液中铝回收过程：对除硅后的剩余溶液，按分子比CaO/Al2O3为3配石灰，在50℃时，反应8h后，溶液中Al2O3为2.08g/L，反应10h后溶液中Al2O3为1.925g/L；
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