一種利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統，包括鋁土礦、石灰石礦、純堿儲罐、混料機、圓盤造球機、燒結機、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發單元；所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲罐均連接于混料機，所述混料機連接于圓盤造球機，圓盤造球機的出料管線與帶式焙燒機連接，帶式焙燒機連接于立式磨；立式磨連接溶出槽，溶出槽的液相通過管路連接脫硅槽，脫硅槽通過管路連接種分槽；所述種分槽的出液管路連接所蒸發單元。本實用新型的技術在氧化鋁傳統燒結法技術的基礎上，采用了干法燒成技術，通過在脫硅、分解、蒸發、熟料先干磨再溶出等方面的整合，從整個流程上實現了干法燒成技術。使氧化鋁的設備產能大幅提高，能耗實現了大幅度的下降。
【專利說明】
一種利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統
技術領域
[0001] 本實用新型屬于冶煉領域，具體涉及一種球團法冶煉鋁土礦的系統。
【背景技術】
[0002] 我國鋁土礦資源品位(鋁硅比）較低，用傳統燒結法的生產工藝處理，不僅造成氧 化鋁生產工藝復雜，而且增加了氧化鋁生產的難度和生產成本。因此，目前我國大部分企業 均只采用拜耳法工藝，對中低品位礦，如果直接用單純的拜耳法處理，將造成堿耗高、溶出 率差、成本急劇升高，特別是我國鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物，不能通過簡單的預脫硅 予以去除，這些礦物在礦漿升溫預熱過程中易于發生反應，在換熱面上析出鈉硅渣，成為結 疤，使傳熱系數迅速下降。
[0003] 另一方面，鋁工業是我國的基礎產業，經濟建設對鋁土礦的需求量很大，而我國又 大多數是中低品位的鋁土礦。隨著鋁土礦供礦品位下降的趨勢日益加劇，我國許多鋁土礦 資源因品位低難以利用，不得不從國外大量進口，資料表明，近年來我國鋁土礦鋁資源的對 外依存度高達55%。目前能夠工業化處理低品位鋁土礦的方法只有傳統的燒結法技術，但 由于其工藝流程復雜、能耗高，造成生產成本居高不下，目前我國的燒結法生產線已基本處 于停產狀態。
[0004] 雖然根據我國鋁土礦資源的特點，一些科研單位和企業相應開發出了串聯法和混 聯法等技術以降低堿耗、提高氧化鋁的回收率，但是這兩種方法均需采用燒結法，這造成生 產系統復雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產品質量較差等一系列問題，經濟性不 佳，因此也逐步處于減產或停產狀態。
[0005] 如何有效利用鋁硅比5以下的中低品位鋁土礦，解決我國鋁土礦資源相對不足的 難題，已成為當務之急。 【實用新型內容】
[0006] 針對本領域存在的技術問題，本實用新型的目的是提供一種基于球團法利用低品 位鋁土礦生產氧化鋁的方法，克服現有的堿石灰燒結法工藝的不足，改進和簡化工藝，以實 現降低生產成本的目的。
[0007] 實現本實用新型上述目的的技術方案為：
[0008] -種基于球團法利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統，包括鋁土礦、石灰石礦、純 堿儲罐、混料機、圓盤造球機、帶式焙燒機、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發單元；
[0009] 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲罐均連接于混料機，所述混料機連接于圓盤造球 機，所述圓盤造球機的出料管線與帶式焙燒機的進料口連接，所述帶式焙燒機的出料口連 接于所述立式磨的進料溜槽;所述立式磨的出料槽連接有溶出槽，所述溶出槽通過液相管 路連接脫硅槽，脫硅槽通過管路連接種分槽；
[0010] 所述種分槽的出液管路連接所蒸發單元;所述蒸發單元通過管路連接混料機和圓 盤造球機。
[0011] 進一步地，所述蒸發單元包括六效蒸發器和鎳制蒸發器，所述六效蒸發器的進液 管路與所述種分槽的出液管路連接，所述六效蒸發器通過管路連接鎳制蒸發器的進液管 路;所述鎳制蒸發器的出口管路連接有結晶槽，所述結晶槽的液相管路與混料機和圓盤造 球機連接。
[0012] 所述六效蒸發器為普通材質的蒸發器，例如不銹鋼材質。
[0013] 才用本實用新型提出的系統，基于球團法利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的方法， 包括以下步驟：
[0014] (1)鋁土礦、石灰石礦、純堿和堿液進行配料，其中堿液為循環鋁酸鈉溶液，配料比 例按質量份計，錯土礦35~45份、石灰石26~35份、純堿5~15份，配料完成后，水分控制在 15~26% ;
[0015] (2)將配好的料加入混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，球團粒徑為8 ~20mm;
[0016] (3)將成品球團經過烘干、干燥、預熱、燒結和冷卻五個階段燒結成燒結球團，然后 將燒結球團采用立磨進行干磨，磨細為-〇. 〇74mm占90%以上的熟料粉末；
[0017] (4)將熟料粉加調整液進行溶出，溶出條件為液固比為3-4:1，溶出時間為15~20 分鐘，溫度為75 °C;
[0018] (5)將步驟(4)得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后進行脫硅;脫硅溫度160~180 °C，時間1~2小時；
[0019] (6)將步驟(5)得到的溶液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到A1(0H)3,然后 焙燒得到氧化鋁；
[0020] (7)將步驟(6)得到的種分母液分兩步進行蒸發和排鹽，第一步蒸發到堿液濃度為 Na20 280~300g/L，然后再采用鎳材蒸發器進行第二步蒸發排鹽，得到堿液濃度為Na20 500 ~600g/L;
[0021] (8)將第二步蒸發后的種分母液進行降溫結晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體再加 入到步驟(5)中進行溶解循環；
[0022] (9)將步驟(8)得到的母液與步驟(7)得到的純堿（即排鹽得到的鹽)和步驟(5)得 到的硅渣(硅渣有少量，返回第（1)步以再提氧化鋁)進行混合，然后作為配料堿液返回到步 驟(1)中，實現堿液循環。
[0023]本實用新型技術所采用的鋁土礦為鋁硅比5以下的低品位鋁土礦；
[0024] 其中，所述步驟（1)中，將鋁土礦和石灰石礦分別破碎至2~5mm以下，再磨細至粒 度為-0.074mm占85%以上的粉末。
[0025] 其中，所述步驟（1)中，堿液濃度為Na20 500~600g/L，苛性化系數ak=12~30。
[0026] 其中，所述步驟(2)中，用圓盤造球機造球團中加入和步驟(1)同樣的堿液，造球加 液量與步驟(1)配料的堿液體積比為13:87。
[0027] 本實用新型與現有技術相比優點在于：
[0028] 本實用新型的技術在氧化鋁傳統燒結法技術的基礎上，采用了干法燒成技術，通 過在脫硅、分解、蒸發、熟料先干磨再溶出等方面的整合，從整個流程上實現了干法燒成技 術。使氧化鋁的設備產能大幅提高，能耗實現了大幅度的下降。
[0029] 本實用新型技術實現了高濃度種分母液蒸發的突破，通過兩步蒸發、排鹽技術，解 決了傳統種分母液蒸發因排鹽困難制約蒸發濃度的問題。
[0030]本實用新型系統的設備選型方面，在化工和冶金行業都有成熟的設備選擇，工業 化非常容易可行。
【附圖說明】
[0031 ]圖1:球團法生產氧化鋁的系統結構圖。
[0032]圖2為采用低品位鋁土礦生產氧化鋁的流程圖。
[0033]圖中，1為鋁土礦儲罐，2為石灰石儲罐，3為純堿儲罐，4為混料機，5為圓盤造球機， 6為帶式焙燒機，7為立式干磨機，8為脫硅反應槽，9為種分槽，10為六效蒸發器，11為鎳材蒸 發器，12為溶出槽，13為結晶槽。
【具體實施方式】
[0034] 現以以下最佳實施例來說明本實用新型，但不以此來限制本實用新型的范圍。
[0035] 下面將通過不同實施例來描述本實用新型。本實用新型不局限于這些實施例中， 可以在前述化學成分與制造方法范圍內加以調整實施。
[0036] 實施例1:
[0037]參見圖1，一種基于球團法利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統，包括鋁土礦儲罐 1、石灰石礦儲罐2、純堿儲罐3、混料機4、圓盤造球機5、帶式焙燒機6、立式磨7、脫硅槽8、種 分槽9、蒸發單元；
[0038] 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲罐均連接于混料機4，所述混料機4連接于圓盤造球 機5，所述圓盤造球機5的出料管線與帶式焙燒機6的進料口連接，所述帶式焙燒機的出料口 連接于所述立式磨7的進料溜槽;所述立式磨7連接溶出槽12,溶出槽12的液相通過管路連 接脫硅槽8，脫硅槽通過管路連接種分槽9;
[0039] 所述種分槽9的出液管路連接所蒸發單元;所述蒸發單元通過管路連接混料機和 圓盤造球機。
[0040] 所述蒸發單元包括六效蒸發器10(Q345材質)和鎳制蒸發器11，所述六效蒸發器10 的進液管路與所述種分槽9的出液管路連接，六效蒸發器通過管路連接鎳制蒸發器11的進 液管路;所述鎳制蒸發器的出口管路連接有結晶槽13,所述結晶槽13的液相管路與混料機 和圓盤造球機連接。
[0041] 采用低品位鋁土礦生產氧化鋁的流程見圖2。
[0042] 原料鋁土礦(A/S為3.5)及石灰石采用山西孝義地區礦，其成分如表1、2所示。
[0043] 表1:鋁土礦成分 [0044]
[0045] 表2:石灰石成分
[0046]
[0047]首先將錯土礦（成分如表1)、石灰石（成分如表2)分別破碎至2~5mm，然后將其分 別磨細至粒度為-0.074mm占85%以上。然后將鋁土礦粉、石灰石粉、純堿粉(碳酸鈉)按比例 40:30:10充分混合。然后準備循環鋁酸鈉溶液為堿液，其濃度為Na 20 510g/L，a k=14。將 準備好的堿液分為兩部分，體積比例為87:13。占87%的堿液與配料土礦粉、石灰石粉、純堿 粉混合，控制水分26%，得到的混合物堿比為1，鈣比為2。
[0048] 將配好的料加入強力混料機進行充分混合，再用圓盤造球機造球團，造球加液量 為剩余的13 %堿液，制得的球團粒徑為8~12mm，抗壓強度均大于10N。
[0049] 將成品球團經過烘干、干燥、預熱、燒結和冷卻五個階段燒結成燒結球團，其中溫 度控制為1〇〇°(：、600°(：、900、1000°(：、80°(：，時間控制為5分鐘、10分鐘、10分鐘、50分鐘、10分 鐘。然后磨細到-0.074mm占90%以上的熟料粉磨。
[0050] 將磨制好的熟料粉加調整液在溶出槽內進行溶出，溶出條件為：堿液濃度Na20 50g/L，ak = 1.2，液固比為3-4:1，溶出時間為15-20分鐘，溫度為75 °C。
[0051 ]將溶出得到的渣進行6次反向洗滌后，洗液作為溶出的調整液，渣進行堆存。
[0052]將溶出得到的溶液與鋁酸鈉結晶混合溶解后，用一段種分蒸發母液調整ak為1.5， AL2〇3濃度控制為120g/L，加入脫硅種子在脫硅機內進行脫硅。脫硅條件為:種子量60g/L，溫 度160°C，時間1小時，脫硅完成后，漿液用葉濾機進行精制，精液進行種分分解，脫硅渣（用 作脫硅種子)與循環母液混合回頭配料。
[0053] 脫硅得到的精液加氫氧化鋁晶種進行種分分解，分解得到A1 (0H)3，然后焙燒得到 氧化鋁。
[0054] 分解得到的種分母液分兩步進行蒸發和排鹽，第一步用六效降膜蒸發器蒸發到堿 液濃度為Na20 280~300g/L，然后再用鎳材蒸發器進行第二步蒸發，得到堿液濃度為Na20 580g/L〇
[0055] 將第二步蒸發后的種分母液進行加種子降溫結晶，得到鋁酸鈉晶體，鋁酸鈉晶體 再加入到溶出粗液中進行溶解循環。結晶條件為:首溫80°C，末溫50°C，種子量20g/L，時間 6小時。
[0056] 將結晶得到的循環母液與蒸發排出的鹽(純堿)和脫硅得到的硅渣進行混合，然后 作為配料堿液返回進行配料，實現堿液循環。
[0057] 本技術領域內的一般技術人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明本實用新 型，而并非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神范圍內，對上述實施例 的變換、變型都將落在本實用新型權利要求的范圍內。
【主權項】
1. 一種利用低品位鋁土礦生產氧化鋁的系統，其特征在于，包括鋁土礦儲罐、石灰石儲 罐、純堿儲罐、混料機、圓盤造球機、帶式焙燒機、立式磨、脫硅槽、種分槽、蒸發單元； 所述鋁土礦、石灰石礦、純堿儲罐均連接于混料機，所述混料機連接于圓盤造球機，所 述圓盤造球機的出料管線與燒結機的進料口連接，所述帶式焙燒機的出料口連接于所述立 式磨的進料溜槽;所述立式磨連接有溶出槽，溶出槽通過液相管路連接脫硅槽，脫硅槽通過 管路連接種分槽； 所述種分槽的出液管路連接所蒸發單元;所述蒸發單元通過管路連接混料機和圓盤造 球機。2. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述蒸發單元包括六效蒸發器和鎳制蒸發 器，所述六效蒸發器的進液管路與所述種分槽的出液管路連接，所述六效蒸發器通過管路 連接鎳制蒸發器的進液管路;所述鎳制蒸發器的出口管路連接有結晶槽，所述結晶槽的液 相管路與混料機和圓盤造球機連接。
【文檔編號】C01F7/08GK205603238SQ201620119135
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月6日
【發明人】張廣, 麻樹春
【申請人】杭州錦江集團有限公司