[发明专利]一种两段法溶出新工艺处理混合型铝土矿的方法

说明书

本发明公开了一种两段法溶出新工艺处理混合型铝土矿的方法，采用了带压液固分离设备，避免了传统两段法溶出工艺中第一段溶出后矿浆需要降温和稀释才能实现液固分离的弊端，在尽量提高氧化铝溶出率的同时降低了能量的消耗；第二段溶出的高温溢流返回到预脱硅段，可使预脱硅矿浆温度达到95℃以上，减少了预脱硅矿浆的加热流程。较传统一段溶出相比，本两段溶出工艺中进入第二段高温溶出的矿浆量较小，高温段设备投资低，汽耗低。该两段溶出工艺处理含一水软铝石或一水硬铝石混合型三水铝石矿能够降低运行成本、能耗以及碱的消耗，实现拜耳法经济处理混合型铝土矿生产氧化铝。

技术领域

本发明涉及拜耳法生产氧化铝技术领域，特别是涉及一种两段法溶出新工艺处理混合型铝土矿的方法。

背景技术

铝土矿是生产氧化铝的原料，世界上90％左右的氧化铝是用铝土矿作原料生产的。铝土矿种类很多并且在品质上也存在着很大的差异，氧化铝及其水合物的性质很大程度上决定了氧化铝的生产方法和工艺条件的选择和确定。氧化铝及其水合物主要有三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石三种。根据矿物中相应水合物的含量将铝土矿划分为一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型和各种混合型，如三水铝石一水软铝石型、一水软铝石型一水硬铝石型等。

对于含有一水软铝石或一水硬铝石混合型三水铝石，传统的处理方法主要有两种：低温一段溶出(105～150℃)和高温一段溶出(210～260℃)。如果将矿石全部采用低温一段溶出，矿石中的三水铝石可充分溶出，但矿石中的一水铝石无法溶出，故而进入赤泥中，氧化铝回收率就会相对较低，并且在沉降和洗涤过程中，未溶出的一水软铝石或一水硬铝石作为晶核，还会促进氢氧化铝析出，增加水解损失，从而进一步降低氧化铝回收率，造成资源的浪费；而如果将矿石全部采用高温一段溶出，虽然能保证一水铝石中的氧化铝充分溶出，氧化铝回收率高，但其矿浆流量大，溶出时间长，溶出温度高。这势必会造成设备投资大、生产能耗高等问题。

为了解决拜耳法一段溶出此类型铝土矿生产氧化铝所存在的上述问题，国内外先后提出了多种混合型铝土矿生产氧化铝的两段溶出工艺。欧洲专利EPPatent0652850提出的二段溶出工艺中，循环碱液母液分成二部分，其中一部分进行一段溶出，即在现行的三水铝石矿的处理温度下(约145℃)溶出混合型铝土矿中的三水铝石，使三水铝石矿中的氧化铝充分溶出，溶出矿浆经沉降分离，得到沉降溢流和底流；然后，对沉降溢流进行脱硅处理获得硅量指数较高的脱硅溶液，另一部分循环母液碱液和部分脱硅溶液混合制备游离苛性碱浓度为145～150g/L的铝酸钠溶液，此溶液用于进入二段溶出，即在高温(240～260℃)和高压条件下溶出一段溶出矿浆沉降分离所得底流，使底流中的一水软铝石充分溶出；剩余的一段脱硅溶液加入到二段溶出矿浆的自蒸发过程，与二段溶出矿浆混合，自蒸发降温后的二段溶出混合矿浆的后续处理与常规拜耳法溶出矿浆的处理工序相同。

美国学者研究专利US4994244提出了逆流二段溶出工艺，全部循环母液碱液用于第二段髙温溶出，第二段溶出液返回一段溶出，其一段溶出温度为120～150℃,二段溶出温度为220～260℃。

欧洲专利EP Patent 0652181提出的二段溶出方法中，把循环母液碱液分成三部分，第一部分循环母液碱液与混合型铝土矿混合，在高固含条件下进行矿浆预脱硅；然后，第二部分循环母液碱液和二段溶出液加入到预脱硅后的矿浆中，进行一段溶出，一段溶出温度为135～180℃，溶出时间为7～20min。二段溶出矿浆经沉降分离，其溢流返回一段溶出，底流经洗涤后外排。该专利与专利(US46277790A)提出的逆流二段溶出工艺类似，其区别在于该专利的一段溶出除了加入二段溶出液外，还同时加入部分循环碱液以减少二段高温溶出过程的液量。

以上国外所提出的二段溶出工艺均可显著提高混合型铝土矿中氧化铝的回收率，或明显降低氧化铝的生产能耗，但所提出的第一段溶出后矿浆温度约120～180℃，如何分离未溶出液和未溶出的一水软铝石，并没有说明。如将第一段溶出液先稀释降温再分离，进入二段后再升温，则必然造成能量的浪费。