铝酸钙熟料溶出工艺研究.pdf

铝 酸 钙 熟 料 溶 出 工 艺 研 究 何润德 贵州工业大学冶金系 贵阳 550003 摘要 利用高铝硅比铝土矿石灰石烧结法工业试验烧成熟料, 探讨了适宜于工业生产实际的 溶出工艺条件、 调整液的计算和调配方法。 关键词 铝酸钙熟料 调整液 溶出 高硅铝土矿石灰石烧结法早有过报道 1, 但其弊病是因熟料含铝低含硅高, 导致 Al2O3 溶出率低、 溶出液 Al2O3浓度低。高品位铝土 矿石灰石烧结也有过报道2, 但仅是实验室试 验结果。随着乡镇企业的发展。在有铝矿资源 的地区都有建立小型氧化铝厂的想法。根据一 般乡镇企业的经济实力和技术水平, 作者通过 对生产氧化铝的各种方法比较, 认为采用高铝 硅比铝土矿石灰石烧结法较合适。并在贵州六 枝塔山水泥厂利用竖窑烧成了质量好的熟料。 本研究宗旨在于利用工业试验熟料, 探讨 工业溶出条件和调整液的计算方法与调配。 1 试 验 1. 1 试验用原料及试验装置 溶出试验用熟料取自于工业试验现场, 其 化学成份见表 1, 物相分析见图 1。 表 1熟料化学成份, SiO2Fe2O3Al2O3 CaO其它 17717056 8838 741 51 图 1 溶出试验用熟料 射线衍射图 图谱中 R CaO Al2O3;Q 12CaO 7Al2O3 试验是在有刻度的烧杯中进行, 无级调速 机械搅拌。烧杯置于电热板上加热, 溶液温度 灰石 190kg、 砂岩 38kg、 生料 95kg;原料磨产能 提高 23;回转窑产能提高 10; 熟料标准煤 耗降低 10kg; 水泥综合电耗降低 8kWh;水泥产 品成本降低 53 元。 5 结 论 通过上述分析, 可以认为烧结法生产氧化 铝的赤泥, 因其主要矿物是硅酸二钙, 其综合利 用的最有效途径是生产硅酸盐水泥。赤泥的利 用率可以通过降低配料率值, 提高原、 燃料质量 来提高。当熟料饱和系数降至 087 089, 硅 酸率降低到 185 195, 石灰石 CaO 52, 砂岩 SiO2 86, 煤灰分 21, 赤泥成分达 到常 年 水 平 时, 生 料 中 的赤 泥 配 比 可 达 387。即在保证水泥质量的前提下, 约需氧 化铝产量的 3 倍水泥生产能力就能平衡全部产 出的赤泥。并同时获得保护环境, 增加水泥生 产经济效益的效果。 6 参考文献 1孟镇菲译. 碱含量与分布对汲特兰水泥水化 性能的影响.水泥, 1981. 3. P38 43. 2王立堂. 我厂水泥的性能特征及质量控制要 点.山铝科技, 1990. 3. P1 9. 收稿日期 1996- 04- 29. 20 轻 金 属 1997年 6 用 WMZK01 温度指示控温器控制。 1. 2 试验方案 溶出工艺条件试验拟固定溶出温度 t 80 , 溶出间时 50min, 调整液中 Na2Ok与 熟料中 Al2O3分子比 Nk A熟 04, 考查调整液 中 Na2Oc与熟料中 Al2O3分子比 Nc A熟、 液固比 L/ S、 调整液中 Al2O3浓度 CAg/ l 对 Al2O3溶 出率 A的影响。 2 试验结果与讨论 2. 1 试验结果 表 2 Nc A熟对A 的影响 Nc A熟 调整液成份,g/ l溶出液成份,g/ l Na2OcNa2OkAl2O3Na2OTNa2OcAl2O3 A, 1 3749123009523280972667665 1 58644230010753311176648084 1 79796230011888467780698512 1 910950230013051544486909167 2 112101230014113681582238674 2 313253230015147822975878003 L/ S 6, 50min, t 80 表 3L/S 对A的影响 L/S 调整液成份,g/ l溶出液成份,g/ l Na2OcNa2OkAl2O3Na2OTNa2OcAl2O3 A, 416423350192358859111 56 7845 61095023013045544586809167 882121709757397265659234 1065691407839329352679312 Nc A熟 19, Nc A熟 04, , 50min, t 80 表 4调整液中 Al2O3浓度 CA对A的影响 CA,g/ L024681012 A, 9167 8956 8745 8534 8323 8112 7901 Nc A熟 19, L/ S 6, CNK 23g/ l, t 80 , 50min 表 5赤泥化学成份, SiO2Fe2O3Al2O3Na2OCaO灼减赤泥产出率 191319678095521033277448 Nc A熟 19, Nk A熟 04, L/ S 6, CA 0, t 80 , 50min 图 2 溶出赤泥 射线衍射图 Nc A熟 19, Nk A熟 04, L/ S 6, CA 0, t 80 , 50min 图谱中 C CaCO3。 2. 2 溶出试验结果讨论 2. 2. 1 溶出试验固定条件的选择依据 溶出温度铝酸钙溶出反应为 CaO Al2O3 Na2CO3 aq CaCO3 2NaAlO2 aq 12CaO 7Al2O3 12Na2CO3 5H2O 14NaAlO2 12CaCO3 10NaOH 由 NaO- CaO- Al2O3- CO2- H2O 系相 图3分析看出, 溶出温度升高, CaCO3稳定区 范围增大, 意味着铝酸钙溶出反应进行的程度 越大。另外, 从动力学来说, 反应温度升高反应 速度加快。但考虑到生产实际操作方便, 温度 取 80 为宜。 溶出时间溶出时间取决于反应速度, 在加 温和搅拌的条件下, 溶出反应在 30 50min 即 可完成1。故本试验溶出时间定为 50min。 调整液中NaOH浓度由图 1和图 2 看出, 本溶出试验所用熟料铝酸钙是以 CaOAl2O3 为主体, 而溶出赤泥中主要物相是CaCO3, 这说 明溶出主要反应为 CaOAl2O3 Na2CO3 aq CaCO3 2NaAlO2 aq 由上述反应生成的铝酸钠溶液其苛性比值 为 1, 故溶液极不稳定。为使这种高铝低硅熟 料在适宜条件下溶出的含硅浓度 91的好结果。 b. 在本试验的较适宜的溶出条件下, 溶出 化学损失碱小于 23kg/ tAl2O3, 约为碱石灰烧 结法的一半, 有拜耳法的四分之一。 c. 试验结果表明, 随着调整液中 Al2O3浓 度的增加, A随之降低。要想 Al2O3溶出率 高, 要求分解作业进行深度碳酸化分解。由于 采用高铝硅比铝土矿石灰石烧结法, 熟料含 2CaOSiO2少, 在适宜的溶出条件下溶出液 SiO2就更少 本试验溶出液硅量指数大于 250, 再进行常压脱硅, 可以实现深度分解, 甚 至完全碳酸化分解。 5 参考文献 1东北工业大学、 中南工业大学. 轻金属炼冶教 研室合编. 专业轻金属冶金学. 中国工业出 版社, 1965. 2仇振琢.轻金属, 1987. 10. 3沈阳铝镁设计研究院氧化铝专业译. 氧化铝 生产手册. 冶金工业出版社, 1974. 收稿日期 1996- 07- 22. 凯撒铝及化学公司与中国建第二个铝挤压厂 据英刊今日铝Aluminium Today1996 年第 8/ 9 月合刊报道, 美国凯撒及化学公司 KACC - Kaiser Aluminium Chemical Corporation继与中国建立合资铝型材企业 贵州凯撒铝业公 司 Guizhou Kaiser Aluminium Co. Ltd. 之后, 现在又在组建第二个铝型材挤压厂 成都凯撒铝 业公司Chengdu Kaiser Aluminium Co. Ltd. 。 凯撒铝及化学公司是凯撒铝业公司Kaiser Aluminium Corporation 的子公司, 前者是一家生 产经营氧化铝、 原铝与铝材的跨国公司。 王祝堂 供稿 四川最大铝厂 广兴铝厂一期工程投产 从成都有关方面获悉, 四川广元市广兴铝厂一期工程于 1995 年 10 月 18 日一次起动成功, 产 出了一批优质铝锭。该厂是一家陆港大陆 香港 合资企业, 享受中外合资企业的有关待遇, 它是 中国核工业总公司广元 821 厂与香港肖特吉有限公司、 中国国际信托投资公司兴业公司、 四川省有 色金属工业公司、 广元工商银行信托投资公司等合资兴建的, 最终设计生产能力为 50kt/ a, 全部建 成投产后, 将是四川省最大的一家电解铝厂。 王祝堂 供稿 231997 年 6 轻 金 属