一種鋁土礦活化煅燒低溫溶出系統(tǒng)及活化煅燒和溶出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁土礦活化煅燒低溫溶出系統(tǒng)及活化煅燒和溶出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的鋁土礦絕大多數(shù)為難溶性一水硬鋁石，其特點(diǎn)為高鋁、高硅、低鋁硅比(A/S，A1203/Si02質(zhì)量比)、低鐵、難溶等；近幾年來，也探明了約6億噸高硫(全硫ST> 0.7%)型鋁礦石并逐步用于氧化鋁的生產(chǎn)。由于一水硬鋁石的這些特點(diǎn)，使得我國氧化鋁生產(chǎn)相對溶出率低、能耗高、效益差。而高硫鋁土礦中的硫和有機(jī)碳在氧化鋁生產(chǎn)過程中，形成的草酸鹽，不僅會對設(shè)備造成腐蝕，而且還會對生產(chǎn)工藝造成嚴(yán)重影響。
[0003]鋁土礦溶出過程是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的核心，也是主要能耗工序之一，氧化鋁實(shí)際溶出率和能耗是影響氧化鋁生產(chǎn)效益的重要指標(biāo)。
[0004]目前，溶出工藝的特點(diǎn)概括為:溶出溫度高、溶出壓力高、循環(huán)母液濃度高、溶出液苛性堿ak高、相對溶出率低、能耗高、效益差。因此，氧化鋁從業(yè)科技工作者也對如何降低溶出壓力和溫度、降低循環(huán)母液濃度和溶出液苛性堿a k、提高溶出率等方面做了大量的研宄和嘗試，卻一直都很難將溶出工藝提高到一個新的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有鋁土礦溶出技術(shù)上的不足，提供一種鋁土礦活化煅燒低溫溶出系統(tǒng)及活化煅燒和溶出方法，使鋁土礦經(jīng)過活化煅燒，改變鋁土礦中Al2O3的賦存形態(tài)，提高鋁土礦相對溶出率，降低溶出能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一為，一種鋁土礦活化煅燒低溫溶出系統(tǒng)，包括活化煅燒單元，礦漿調(diào)配單元，溶出單元，燃料供應(yīng)單元，循環(huán)母液供應(yīng)單元，石灰供應(yīng)單元；活化煅燒單元與礦楽調(diào)配單元連接，礦楽調(diào)配單元與溶出單元連接，燃料供應(yīng)單元與活化煅燒單元連接，循環(huán)母液供應(yīng)單元和石灰供應(yīng)單元分別與礦漿調(diào)配單元連接；
[0007]該系統(tǒng)還可以包括含硫廢氣處理單元，含硫廢氣處理單元與活化煅燒單元連接；
[0008]該系統(tǒng)也可以包括干鋁土礦粉制備單元，干鋁土礦粉制備單元與活化煅燒單元連接；
[0009]所述的活化煅燒單元為煅燒爐，用于煅燒鋁土礦粉，煅燒爐為帶有氣體凈化裝置的懸浮煅燒爐、流態(tài)化閃速煅燒爐或循環(huán)流化床煅燒爐；
[0010]所述的礦漿調(diào)配單元為攪拌槽，用于將循環(huán)母液供應(yīng)單元來的循環(huán)母液、石灰供應(yīng)單元來的石灰和活化煅燒單元來的煅燒過的鋁土礦粉攪拌制成礦漿；
[0011]所述的溶出單元用于溶出氧化鋁，(I)由能夠通入蒸汽的預(yù)脫硅槽、能夠通入蒸汽的管道預(yù)熱器以及停留管道組成，或(2)由能夠通入蒸汽的預(yù)脫硅槽、能夠通入蒸汽的管道預(yù)熱器以及壓煮器組成；所述的預(yù)脫硅槽由加熱槽、脫硅槽和出料槽組成；
[0012]所述的燃料供應(yīng)單元中的燃料為氣體燃料、液體燃料或固體燃料；
[0013]所述的干鋁土礦粉制備單元為粉磨設(shè)備，粉磨設(shè)備為立式磨、高壓輥壓機(jī)或球磨機(jī)；
[0014]所述含硫廢氣處理單元為氣體脫硫裝置。
[0015]該系統(tǒng)中物料的流向?yàn)?鋁土礦粉可直接進(jìn)入活化煅燒單元，鋁土礦石經(jīng)干鋁土礦粉制備單元磨成礦粉后進(jìn)入活化煅燒單元，經(jīng)燃料供應(yīng)單元提供的燃料煅燒，對于高硫鋁土礦在煅燒過程中可通過氣體脫硫裝置除掉含硫廢氣；然后將循環(huán)母液供應(yīng)單元提供的循環(huán)母液、石灰供應(yīng)單元提供的石灰和活化煅燒單元煅燒過的礦粉在礦漿調(diào)配單元調(diào)配成礦漿；再將礦漿轉(zhuǎn)入溶出單元進(jìn)行溶出，得到溶出液和赤泥。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案之二為，一種鋁土礦活化煅燒和溶出方法，利用了上述的系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0017](I)制備鋁土礦粉
[0018]取Al2O3質(zhì)量含量〉40%、質(zhì)量含量波動范圍±1.0%、A/S (Al 203/Si02質(zhì)量比)彡4.0、A/S波動范圍±0.5、細(xì)度< 500 μ m的高硫或低硫鋁土礦粉送至活化煅燒單元；
[0019]或者，將Al2O3質(zhì)量含量> 40%、質(zhì)量含量波動范圍±1.0%、A/S(A1 203/Si0,量比)彡4.0、A/S波動范圍±0.5的高硫或低硫銷土礦石，經(jīng)干銷土礦粉制備單元的粉磨設(shè)備，如立式磨、高壓輥壓機(jī)或球磨機(jī)，研磨成細(xì)度< 500 μm的鋁土礦粉，送至活化煅燒單元;
[0020]其中，高硫鋁土礦及礦粉的含硫量彡0.7%，低硫鋁土礦及礦粉的硫含量< 0.7% ；
[0021](2)活化煅燒
[0022]鋁土礦粉在活化煅燒單元內(nèi)經(jīng)煅燒，將鋁土礦中的有效成分Al2O3.H2O煅燒成活性高的中間態(tài)α丨-Al2O3，煅燒溫度為500?850 °C，采用懸浮煅燒爐或流態(tài)化閃速煅燒爐的煅燒時間為5?40s，采用循環(huán)流化床煅燒爐的煅燒時間為10?30min，再將煅燒過的鋁土礦粉隨爐冷卻至< 80°C，然后送至礦漿調(diào)配單元；燃料供應(yīng)單元中燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣，連同鋁土礦在煅燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣，經(jīng)活化煅燒單元內(nèi)的凈化裝置凈化后排入大氣；對于高硫鋁土礦粉，活化煅燒過程所產(chǎn)生的含硫廢氣經(jīng)過含硫廢氣處理單元噴入的過量(以廢氣中折合303質(zhì)量計算)氧化鎂漿液或石灰石漿液處理凈化后排入大氣，脫硫效率65%以上；
[0023]⑶調(diào)配礦漿
[0024]在礦漿調(diào)配單元內(nèi)開啟攪拌，依次加入循環(huán)母液供應(yīng)單元提供的循環(huán)母液、石灰供應(yīng)單元提供的石灰和煅燒過的干礦粉攪拌成礦漿；
[0025]其中，所述的循環(huán)母液為:Na20k (由NaOH折算成的Na2O) 180?220g/L，Na2Oc (由Na2CO3折算成的Na2O) 18?22g/L，Al203130?170g/L ;所述的礦漿為:固含量300?600g/L，石灰(以CaO計)摻加質(zhì)量為煅燒過的干礦粉質(zhì)量的6%?12% ;
[0026](4)低溫溶出
[0027]礦漿流入溶出單元中，首先在加熱脫硅槽中，用蒸汽I加熱至100?105°C后，進(jìn)入脫硅槽預(yù)脫硅(預(yù)脫硅是指高嶺石中的二氧化硅與堿液反應(yīng)并溶解于堿液中)，預(yù)脫硅時間4?1h ;預(yù)脫硅后的礦漿，進(jìn)入管道預(yù)熱器中用蒸汽2預(yù)熱至200?220°C后進(jìn)入停留管道溶出或者進(jìn)入壓煮器溶出，溶出時間20?40min，得到溶出液和赤泥；
[0028]得到的溶出液a k= 1.38?1.42、溶出赤泥A/S = 1.0?1.2、溶出赤泥N/S (Na2O/S12質(zhì)量比)=0.3?0.5、相對溶出率97%以上；
[0029]再將溶出液按常規(guī)方法分離出氫氧化鋁后得到的溶液即為步驟(3)所述的循環(huán)母液；
[0030]較好的，所述的蒸汽I為158°C、0.6MPa的飽和蒸汽，蒸汽2為250°C、3.98MPa的飽和蒸汽。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0032](I)本系統(tǒng)能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量高、相對溶出率提高4%左右、生成能力大、經(jīng)濟(jì)效益好、污染低、環(huán)境友好，可處理高硫鋁土礦資源。
[0033](2)干鋁土礦粉制備單元中設(shè)備易于大型化?？晒?jié)省投資、簡化流程、減少占地面積、降低能耗，降低能耗折合每噸氧化鋁0.5% (約合55MJ)以上。
[0034](3)本方法的溶出工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。由于采用鋁土礦活化煅燒技術(shù)，使其有效成分Al2O3* H2O煅燒成活性高的中間狀a ' -Al2O3，使得溶出階段時，循環(huán)堿液濃度降低、溶出時間縮短為20min，溶出溫度由常規(guī)的260?265°C降低為200?220°C，溶出液a k可降低到1.38，相對溶出率97%以上，每t鋁土礦可多生產(chǎn)18kg以上的Al2O3;并且隨著工藝流程的簡化，可大大減少管道的長度，減少沿程阻力損失和設(shè)備的制造壓力等級，可降低溶出單元的投資40%以上。
[0035](4)本方法的循環(huán)堿液濃度降低。常規(guī)循環(huán)母液苛性堿濃度240g/L以上，本發(fā)明苛性堿濃度為180?220g/L，循環(huán)堿液濃度的減低可大大減輕母液蒸發(fā)的強(qiáng)度，可減少蒸水量25?30 %，相應(yīng)地減少新蒸汽消耗25?30 %，折合每噸氧化鋁降低能耗6.2?7.4 %。
[0036](5)本方法還可以充分利