專利名稱：一種拜爾法生產氧化鋁的方法
所屬技術領域一種拜爾法生產氧化鋁的方法，涉及一種拜爾法生產氧化鋁的工藝過程的改進，特別是拜爾法過程中鋁土礦漿及母液的預熱處理過程的改進。
背景技術：
拜爾法生產氧化鋁過程主要包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的預熱、溶出、溶出赤泥(溶出后的固相殘渣)的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發等步驟。在以一水硬鋁石型鋁土礦為原料的拜爾法生產工藝過程中，由于礦石性質的原因，溶出過程需要在高溫、高堿濃度的條件下進行。目前，以一水硬鋁石型鋁土礦為原料的拜爾法生產工藝中都采用單流法溶出技術。在單流法溶出技術中，將加入母液配制好的礦漿進行加熱，加熱到溶出溫度后保溫溶出。為了保證有較好的溶出效果，要求在較高的溫度下，通常是在高于258℃的溫度下進行溶出。在如此高的預熱溫度下，鋁土礦中的含硅礦物及含鈦礦物大量反應，不可避免地要在加熱界面以新的礦物形式析出，形成結疤，使加熱面傳熱系數大幅度下降，常常需要在很短的時間就必須進行除疤清洗，對設備的要求高，造成設備投資大，且系統操作控制難度大，維修工作量大。因此，解決礦漿預熱間接加熱界面的結疤問題，是延長礦漿預熱系統運行周期，穩定操作，順利實現間接加熱強化溶出的必要前提。如何解決礦漿預熱過程的結疤問題，已成為一水硬鋁石型鋁土礦拜爾法氧化鋁生產技術面臨的重要問題。
國外已采用了雙流法溶出工藝處理三水鋁石型鋁土礦或一水軟鋁石型鋁土礦，但在母液流的預熱過程中有較嚴重的結疤生成。在三水鋁石型或一水軟鋁石型鋁土礦的雙流法溶出工藝中，由于母液中的SiO2平衡濃度低，造成系統中結疤的生成，對系統正常運轉產生不利影響。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述已有技術中存在的不足，提供一種能有效解決拜爾法生產氧化鋁工藝中礦漿預熱系統內結疤嚴重，進而造成系統傳熱效率低等問題的一種拜爾法生產氧化鋁的方法。
本發明的方法是通過以下技術方案實現的。
一種拜爾法生產氧化鋁的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的預熱、保溫溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特征在于分別制備高固含的鋁土礦漿和制備添加石灰到母液中的母液流，將高固含礦漿和母液流分別進行預熱，其中高固含礦漿固體含量為500g/l-2200g/l，預熱后礦漿溫度為160℃～220℃；母液流成份為Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，預熱后母液流溫度為250℃～295℃；然后再將高固含礦漿與母液流匯合進行溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。
一種拜爾法生產氧化鋁的方法，其特征在于制備添加石灰到母淤中的母液流，石灰添加量為石灰中的有效CaO量與礦漿體積比為1-50g/l。
在本發明的方法中，生產過程需要添加的石灰可以是部分，也可以是全部加入到母液流中。石灰可以隨母液一起預熱，也可以將石灰加入到母液中在50℃～105℃的溫度下反應一定時間后，分離出母液和石灰乳，石灰乳用于配制高固含礦漿，代替石灰添加劑。
預熱高固含礦漿的熱源為溶出料漿自蒸發產生的乏汽，母液流的間接加熱先采用溶出料漿自蒸發產生的乏汽進行加熱，然后再用新蒸汽或熔鹽進行間接加熱。
分別預熱后的高固含礦漿及母液流可采用以下三種合流方式中的任何一種。
第一種合流溶出方式高固含礦漿的預熱溫度選擇為160℃～220℃，母液流的預熱溫度選擇為250℃-290℃，高固含礦漿及母液流在壓煮器內匯流后的溫度在220℃～255℃范圍內，停留時間保證在20-60分鐘，使匯流后的礦漿發生充分的脫硅脫鈦反應。
然后再將充分脫硅脫鈦后的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度可以選擇為255℃～285℃。
第二種合流溶出方式在第一種合流溶出方式中，分別預熱后的高固含礦漿及母流在壓煮器內匯流，同時通入新蒸汽進行直接加熱，加熱到溶出溫度后進行保溫溶出。
第三種合流溶出方式高固含礦漿流的預熱溫度選擇為160℃～220℃，母液流的預熱溫度可選擇為280℃左右，保證合流后的溫度在260℃左右，直接進行合流溶出。
對于一水硬鋁石型鋁土礦，部分或全部石灰乳加入到母液中，作用之一是確保在隨后的預熱過程中不具有產生鈉硅渣結疤的可能性，作用之二是在礦漿流動性不變的情況下使其固含進一步提高，明顯加大母液流和礦漿流流量比，從而減少母液流的預熱負擔。
在三水鋁石型或一水軟鋁石型鋁土礦的雙流法溶出工藝中，部分或全部石灰加入到母液流中，使母液中的SiO2濃度有明顯的降低，從而避免母液預熱過程中結疤的生成，大幅度延長整個預熱系統的運轉周期。
本發明的方法，采用制備高固含礦漿和在母液中加入石灰制備母液流并分別在不同的溫度下加熱，由于高固含礦漿的加熱溫度較低，減少了系統的結疤產生，同時在母液中加入石灰，使母液加熱系統不具有產生鈉鋁硅渣結疤的可能性，較好地解決了氧化鋁生產過程中由于礦漿預熱系統結疤現象嚴重而產生的一系列問題，有廣闊的應用前景。
具體實施例方式
結合實例對本發明的方法進一步說明如下。
一種拜爾法生產氧化鋁的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的預熱、保溫溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特征在于分別制備高固含的鋁土礦漿和制備添加石灰到母液中的母液流，將高固含礦漿和母液流分別進行預熱，其中高固含礦漿固體含量為500g/l-2200g/l，預熱后礦漿溫度為160℃～220℃；母液流成份為Na2Ok180g/l-250g/l，αk2.6-3.5，預熱后母液流溫度為250℃～295℃；然后再將高固含礦漿與母液流匯合進行溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。
實施例1制備成份為800g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為5g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok220g/l，αk3.0，將礦漿預熱至175℃；加熱后母液流262℃；將高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流后溫度為232℃，停留時間為40分鐘，使匯流后的礦漿發生充分的脫硅脫鈦反應，然后再漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。系統的結疤清理周期延長39天。
實施例2制備成份為870g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為3g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok230g/l，αk3.2，將礦漿預熱至185℃；加熱后母液流265℃；將高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流后溫度為238℃，停留時間為35分鐘，使匯流后的礦漿發生充分的脫硅脫鈦反應，然后再漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。系統的結疤清理周期延長35天。
實施例3制備成份為1000g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為7g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok220g/l，αk2.9，將礦漿預熱至195℃；加熱后母液流262℃；高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流后溫度為242℃，停留時間為30分鐘，使匯流后的礦漿發生充分的脫硅脫鈦反應，然后再漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。系統的結疤清理周期延長40天。
實施例4制備成份為1200g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為10g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok220g/l，αk2.8，將礦漿預熱至175℃；加熱后母液流262℃；將高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流，同時通入新蒸汽加熱至溶出溫度，進行保溫溶出。系統的結疤清理周期延長45天。
實施例5制備成份為1300g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為5g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok215g/l，αk3.3，將礦漿預熱至175℃；加熱后母液流285℃；將高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流后溫度為262℃，直接進行保溫溶出。系統的結疤清理周期延長39天。
實施例6制備成份為1250g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為8g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok240g/l，αk2.8，將礦漿預熱至185℃；加熱后母液流290℃；高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流后溫度為265℃，直接進行保溫溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。系統的結疤清理周期延長38天。
實施例7
制備成份為950g/l的高固含的鋁土礦漿，按與礦漿體積比為6g/l比例添加石灰到母液中的制備成為母液流，母液流成份為Na2Ok245g/l，αk3.2，將礦漿預熱至185℃；加熱后母液流262℃；高固含礦漿與母液流在壓煮器中匯流，同時通入新蒸汽直接加熱至溶出溫度260℃，進行保溫溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。系統的結疤清理周期延長39天。
權利要求
1.一種拜爾法生產氧化鋁的方法，包括鋁土礦漿制備、鋁土礦漿的預熱、保溫溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精制后的加晶種分解以及分解后鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特征在于分別制備高固含的鋁土礦漿和制備添加石灰到母液中的母液流，將高固含礦漿和母液流分別進行預熱，其中高固含礦漿成份為500g/l-2200g/l，預熱后礦漿溫度為160℃～220℃；母液流成份為Na2Ok180g/l-2200g/l，αk為2.6-3.5，預熱后母液流溫度為250℃～295℃；然后再將高固含礦漿與母液流匯合進行溶出及以后的常規的氧化鋁生產過程。
2.一種拜爾法生產氧化鋁的方法，其特征在于制備添加石灰到母液中的母液流，石灰的添加量按石灰中有效CaO量與礦漿體積比為1-50g/l。
3.一種拜爾法生產氧化鋁的方法，其特征在于高固含礦漿和母液流分別預熱后在壓煮器內匯流，匯流后的溫度在220℃～255℃范圍內，停留時間20-60分鐘，使匯流后的礦漿發生充分的脫硅脫鈦反應，然后再將充分脫硅脫鈦后的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度可以選擇為255℃～285℃。
4.一種拜爾法生產氧化鋁的方法，其特征在于高固含礦漿和母液流分別預熱后在壓煮器內匯，匯流后是通入新蒸汽進行直接加熱，加熱到溶出溫度255℃～285℃后進行保溫溶出。
5.一種拜爾法生產氧化鋁的方法，其特征在于高固含礦漿流的預熱溫度為160℃～220℃，母液流的預熱溫度可選擇為270℃-295℃左右，合流后的溫度為255℃-265℃，直接進行合流溶出。
全文摘要
一種拜爾法生產氧化鋁的方法，涉及一種拜爾法生產氧化鋁的工藝中的鋁土礦漿及母液的預熱處理過程的改進。其特征在于分別制備溫度為160℃～220℃的高固含鋁土礦漿和制備溫度為250℃～295℃并添加石灰到母液中的母液流，將高固含礦漿與母液流匯合進行溶出。本發明的方法，由于高固含礦漿的加熱溫度較降低，系統結疤輕微，同時在母液中加入石灰，可完全避免母液預熱過程中今硅結疤的生成，較好地解決了拜爾法氧化鋁生產過程中礦漿預熱系統結疤現象嚴重的問顆。
文檔編號C01F7/04GK1405090SQ02148930
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者尹中林 申請人:中國鋁業股份有限公司