[发明专利]一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法

权利要求书

1.一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

(1)先溶出后钙化转型

(1a)溶出

将含铝矿物与铝酸钠母液混合，并在100～300℃的温度下溶出反应15～90min，经溶出反应得到矿浆，其中的液相为铝酸钠溶出液，其中的固相主要成分为水合硅铝酸钠；

(1b)钙化转型

在矿物溶出后的矿浆降温阶段，再向矿浆中加入含钙物料，将水合硅铝酸钠转化为水合硅铝酸钙，完成钙化转型得到溶出矿浆；

(1c)矿浆分离

溶出矿浆经稀释和固液分离后，固相为主要成分是水合硅铝酸钙的钙化渣，液相为铝酸钠溶液；铝酸钠溶液经加入石灰乳精制以及加入氢氧化铝晶种使铝酸钠分解、析出氢氧化铝后，得到铝酸钠分解溶液；得到的氢氧化铝经煅烧得到氧化铝产品；

(2)碳化转型

将清水与钙化渣按液固比(3～15)：1mL/g在密闭容器中混合后，向密闭容器内通入CO₂，使密闭容器内CO₂气体的分压达到0.8～1.8MPa，再于90～150℃的条件下碳化转型反应10～240min，得到矿浆；矿浆经液固分离，固相为主要成分为硅酸钙、碳酸钙以及氢氧化铝的碳化渣，液相为清水；

(3)低温溶铝

采用氢氧化钠浓度为30～200g/L的一次低温溶铝母液与碳化渣反应，提取碳化渣中的氢氧化铝，一次低温溶铝母液与碳化渣液固比为(4～15)：1mL/g，反应温度30～100℃，反应时间20～120min，反应得到的矿浆经液固分离，液相为含有铝酸钠的二次低温溶铝母液，固相为主要成分为硅酸钙和碳酸钙的新型结构赤泥；

(4)沉铝

向二次低温溶铝母液中加入含钙物料，反应得到铝酸钙沉淀和氢氧化钠溶液。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，所述含铝矿物为铝土矿，霞石，长石，高岭石，粉煤灰，明矾石或铁铝共生矿。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，所述步骤(1a)中，铝酸钠母液为氧化钠浓度100～280g/L、氧化钠与氧化铝的摩尔比为(2～4)：1的铝酸钠溶液；铝酸钠溶出液为氧化钠与氧化铝摩尔比为(1.3～1.8)：1的铝酸钠溶液。

4.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，所述含钙物料为含有氧化钙的原料，包括石灰、铝酸钙、电石渣。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，步骤(1b)所述含钙物料与水合硅铝酸钠的比例为：含钙物料中氧化钙与水合硅铝酸钠中氧化硅的质量比为(1.5～5.5)：1。

6.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，步骤(1c)所述铝酸钠分解溶液经蒸发达到步骤(1a)所述铝酸钠母液的浓度后返回步骤(1a)溶出反应作为铝酸钠母液循环使用。

7.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，反应得到的清水在步骤(2)碳化转型反应中循环使用。

8.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，步骤(4)所述含钙物料中氧化钙与二次低温溶铝母液中氧化铝质量比为(1.3～2.5)：1。

9.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，步骤(4)所述二次低温溶铝母液与含钙物料的反应条件为：反应温度20～90℃以及反应时间1～60min。

10.根据权利要求1所述的一种氧化铝生产过程中后加矿钙化转型的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，沉铝反应得到的铝酸钙返回步骤(1b)钙化转型反应作为钙源循环使用；得到的氢氧化钠溶液作为一次低温溶铝母液返回步骤(3)低温溶铝反应中循环使用。