[发明专利]一段拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法

说明书

一种一段拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法，本发明根据晶种中细颗粒含量及其变化趋势的准确预判，调整晶种分解条件和活性添加剂，改变晶种中细颗粒的附聚量使晶种粒度‑45μm含量稳定在要求的10～20%范围内，选取晶种成核频数f3.55、粒度‑14μm含量作为衡量细粒子多少的参照标准，晶种成核频数f3.55控制范围设定为0.56～1.11×10⁵；晶种粒度‑14μm含量控制范围设定为0.3%～0.6%；取样检测频次为每八小时一个点样，根据标准范围进行调整晶种分解条件和活性添加剂，使得一段拜耳法种分的晶种粒度‑45μm含量10～20%，分解率≥50%。本发明提供了一种适合我国铝土矿资源特点以及生产条件特点、工艺流程简单、操作方便、能耗低、成本低的一段拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法。

技术领域

本发明涉及化工产品制备领域，尤其涉及一种以铝土矿为原料生产氧化铝的工艺，特别涉及一种拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法。

背景技术

铝土矿中提取氧化铝有多种方法，例如：拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95%左右。拜耳法的优点突出：流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右。目前拜耳法生产氧化铝技术又分为美铝法和法铝法，美铝法又称两段法，是有效利用附聚和结晶长大的机理，一般采用较高的分解初温和较低的晶种比条件。法铝法又称一段法，分解过程主要为结晶长大机理，是在较低的分解温度和较高晶种比条件。现我国生产氧化铝晶种分解工艺大部分采用低能耗低成本的一段拜耳法，然而这种氧化铝生产技术用于我国以一水硬铝石型铝土矿为原料的氧化铝生产工艺中有较大的局限性：我国现有一段拜耳法晶种分解采用高浓度的铝酸钠溶液加入氢氧化铝晶种，以60℃左右的分解初温，分解40～60小时，终温达到45～50℃，所产出的氢氧化铝和氧化铝产品强度低、粒度细，达不到高质量砂状氧化铝要求。

申请号为200610127175.4专利采用两种浓度精液“高温低浓度附聚、低温高浓度长大”相结合的两段拜耳法种分生产工艺生产高强度氧化铝，虽其解决了申请号为200410049746专利高浓度精液氧化铝的相对过饱和度低，附聚推动力小，附聚效果不明显，产品中-20μm含量高达不到现代电解工艺要求的缺陷，和申请号为200410100973专利技术中精液分流附聚段精液浓度高附聚作用受到遏止等缺陷，但其两种精液浓度和两段法种分分解工艺却有一个突出的致命问题：流程复杂、能耗高、成本高。具体表现两个方面：1）两种精液浓度和两段法种分分解工艺细种子和粗种子，分别制备需配备相应两套设备和流程，设备多投入大，工艺参数多，操作控制难度增加；2）两段法种分分解工艺相比一段法多一套晶种分解设备和流程，运行设备多，能耗高，同时分解温度控制较高，分解时间短，分解率低，消耗高产能低，工序加工成本高。原中铝河南分公司70万吨氧化铝生产线AB组晶种分解系统设计采用两段法生产砂状氧化铝，由于其运行成本高，运行仅4年，2010年由两段法改为一段法，随着氧化铝市场竞争加剧，氧化铝生产成本压力增加，两段法种分分解工艺推广意义不大，未得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有两段法生产氧化铝的技术中存在的流程复杂、能耗高、成本高的缺点而提供一种适合我国铝土矿资源特点以及生产条件特点、工艺流程简单、操作方便、能耗低、成本低的一段拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种一段拜耳法种分生产砂状氧化铝的方法，根据晶种中细颗粒含量及其变化趋势的准确预判，调整晶种分解条件和活性添加剂，改变晶种中细颗粒的附聚量使晶种粒度-45μm含量稳定在要求的10～20%范围内，选取晶种成核频数f3.55、粒度-14μm含量作为衡量细粒子多少的参照标准，并分别确立其标准控制范围：颗粒计数仪器使用小孔管50μm检测时阀值设定为1.5μm，晶种成核频数f3.55控制范围设定为0.56～1.11×10⁵；颗粒计数仪器使用小孔管280μm检测时阀值设定为9.5μm，晶种粒度-14μm含量控制范围设定为0.3%～0.6%，选定晶种成核频数f3.55和晶种粒度-14μm含量作为晶种调控指标；