[发明专利]一种氧化铝熟料的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝熟料的生产技术领域，尤其涉及一种氧化铝熟料的生产方法。 

背景技术

在内蒙古中西部地区和山西北部等地区，由于特殊的地质成矿背景，含铝矿物与煤层同时沉积形成高铝煤炭资源，不仅储量丰富，而且分布相对集中，远景资源量约1000亿吨。截止2008年底，已探明资源储量319亿吨，其中内蒙古自治区237亿吨，占探明储量的74％，燃烧后产生的粉煤灰中氧化铝含量在40％以上，是一种优质的铝土矿替代资源。 

我国高铝粉煤灰年排放量约2500万吨，其中内蒙古中西部地区约1180万吨，占到了高铝粉煤灰资源的47％，若直接排放污染环境、浪费资源。而利用粉煤灰生产氧化铝，既实现了固体废弃物的资源化，同时也解决了粉煤灰排放、堆存所造成的环境污染，更避免了处置该废渣所带来的人力和财力上的浪费，最终实现循环经济、产业可持续发展。 

目前，我国铝工业发展迅速，氧化铝生产规模不断扩大，我国已查明的铝土矿资源按照目前开采速度，资源保障年限约20年，远不能满足我国铝产业可持续发展的需要。我国自2000年开始大量进口铝土矿，铝资源的对外依存度高达50％。随着铝土矿资源的日益紧缺，铝土矿价格上涨和品位下降的问题日趋严重，部分企业甚至出现因铝土矿供应问题造成短期停产的现象。因此开发利用含铝非铝土矿资源替代部分铝土矿，有利于缓解国内铝土矿资源短缺的矛盾，对于增加有效供给，保障铝产业安全，增强铝产业可持续发展能力具有现实意义。 

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种氧化铝熟料的生产方法。本发明在回转窑内煅烧制备氧化铝熟料，通过控制石灰石、纯碱、萤石和高铝粉煤灰的配比以及煅烧过程中的通风、煅烧温度、煅烧气氛等条件，实现对氧化铝熟料的物相的控制，本发明中的回转窑的煅烧反应区的温度仅为1200～1400℃，最终氧化铝熟料的物相主要有Na₂O·Al₂O₃、2CaO·SiO₂以及Na₂O·Fe₂O₃等，氧化铝熟料冷却后再利用稀碱溶液溶出制得氧化铝产品。 

本发明提供的技术方案为： 

一种氧化铝熟料的生产方法，包括以下步骤： 

步骤一、将粉煤灰、纯碱粉、萤石与均化破碎好后的石灰石按比例混合，并利用立磨磨成粒径小于80μm的生料，其中，生料中粉煤灰的质量含量为25～50％，所述粉煤灰中氧化铝的质量含量为20～60％，生料中纯碱的质量含量为0～25％，生料中萤石的质量含量为0～15％； 

步骤二、将所述步骤一得到的生料，输送至位于回转窑窑尾部位的预热器内，所述生料在所述预热器内的生产过程为：所述预热器包括有n个旋风筒及一个分解炉，其中，3≤n≤8，所述n个旋风筒和所述分解炉依照以下顺序逐个连通，第一个旋风筒至第n-1个旋风筒逐个连通，第n-1个旋风筒连通至所述分解炉，所述分解炉与第n个旋风筒连通，其中，所述n个旋风筒均连通有一个内部通有向上运动的高温烟气的换热管道，在所述第一个旋风筒的换热管道上连通有一个供所述生料进入所述预热器的进料管道，所述每一个换热管道内的高温烟气的风速为15～50m/s，且所述每一个换热管道为倾斜设置，与竖直方向呈0～90°角，所述n个旋风筒的底部均呈倒置的圆锥型，且从上到下锥角依次减小，锥角均为55～80°，所述第n个旋风筒的底部为出料口，所述出料口与所述回转窑连通，所述生料经过所述第一个旋风筒至第n-1个旋风筒中的各旋风筒、分解炉以及第n个旋风筒，进入所述回转窑； 

步骤三、所述第n个旋风筒的出料口的位置还设置有一辅助进料口，通过所述辅助进料口加入的还原剂焦炭粉，所述焦炭粉的加入量为所述步骤一制备的生料的质量的0～20％，经所述预热器预热的生料以及焦炭粉在所述回转窑内进行煅烧，煅烧温度在1100～1500℃，煅烧时间持续5～60min，煅烧结束； 

步骤四、对所述步骤三的煅烧产物进行冷却，得到氧化铝熟料。 

优选的是，所述的氧化铝熟料的生产方法中，所述步骤二中，所述n个旋风筒上均设置有用于通入高温烟气的环吹装置，且从上到下环吹装置内的高温烟气的风速依次减小，风速在3～40m/s。 

优选的是，所述的氧化铝熟料的生产方法中，所述步骤三中，所述焦炭粉的粒度在0.5～1mm。 

优选的是，所述的氧化铝熟料的生产方法中，所述步骤四中，对所述步骤三的煅烧产物进行冷却，采用篦式冷却机冷却，将煅烧产物冷却在70～150℃以下。