专利名称：一种铝土矿矿浆的溶出方法
技术领域：
一种铝土矿矿浆的溶出方法，涉及一种拜耳法生产氧化铝过程中铝土矿矿矿浆 的溶出方法。
背景技术：
铝土矿溶出是拜耳法生产氧化铝过程的关键工序，溶出的目的就是要根据铝土 矿的资源特点，选择适宜的溶出条件，使矿石中的Al2O3尽可能多地进入铝酸钠溶液，实 现与其它杂质矿物的分离，并同时得到一定苛性比值的溶出液和具有良好沉降性能的赤 泥，为后续工序创造良好的操作条件。在拜耳法溶出过程中，铝土矿浆采用间接加热的预热方式是拜耳法生产节能的 主要措施。矿浆在预热升温过程中的结疤问题是顺利实现间接加热强化溶出的主要障 碍，是影响系统运转率的主要因素之一。在铝土矿浆的预热及溶出过程中，一些矿物与循环母液发生化学反应，以溶解 度很小的新的矿物形态结晶析出，被粘附在器壁表面或者在器壁表面直接析出，这就是 产生结疤的原因。氧化铝生产过程中产生的结疤的矿物及化学组成极其复杂，结疤的生 成也是一个极为复杂的物理化学过程，影响因素很多，这就给结疤生成机理及其防治方 法的研究带来很大的困难。普遍认为热交换面上结疤的生成在很大程度上取决于铝土矿 浆中随温度的升高而进行的化学反应。矿浆的化学组成决定了生成的结疤矿物的种类。随着铝工业的发展及矿石资源的贫乏，如何利用现有矿石资源条件，高效经济 利用中低品位矿石，逐渐引起人们的关注。浮选脱硅是提高铝土矿质量的有效方法之 一。河南的中低品位铝土矿通过正浮选脱硅而后进行拜耳法处理，已经得以工业化实 施，不过采用的是双流法溶出系统，解决了选精矿预热过程中结疤速度加快的问题。对 于已有管道化溶出系统采用选精矿生产氧化铝，采用选精矿后管道预热过程中的结疤问 题较使用铝土矿原矿更为突出，主要是经过浮选脱硅后，精矿中除带入选矿药剂外，含 硅矿物分布发生了变化，其高岭石比例减少，伊利石和叶腊石比例增加，并且选精矿的 粒度比常规拜耳法的磨矿粒度更细，导致在矿浆的预热过程中化学反应速度加快，形成 结疤的位置提前。高岭石和多水高岭石在苛性碱浓度200g/L的母液中在95°C及以上温度下发生大 量反应，转化为水合铝硅酸钠，主要反应为
Al2O3 · 2Si02 · 2H20 +6NaOH +aq — 2NaAl (OH) 4+2Na2[H2Si04]+aq xNa2[H2Si04]+2NaAl(OH)4 + (n_4) H20+aq —Na2O · Al2O3 · XSiO2 · nH20+2xNa0H+aq
通常情况下，叶腊石的大量反应温度在150°C以上，伊利石在180°C以上开始与母 液有明显的反应，随温度的升高反应速度明显加快，在250°C温度下，伊利石可以在20 分钟内完全分解并转换为钠硅渣。锐钛矿和金红石等含钛矿物，在高于180°C的温度 的铝酸钠溶液内，与氧化钙有较快的反应速度，其反应产物主要为钛酸钙，分子式为CaO · TiO2,在某些条件下还可以生成羟基钛酸钙。目前已有的管道化溶出工艺在处理选精矿时采用的是矿浆在95°C左右的温度下 预脱硅，预脱硅矿浆由管道预热器预热至溶出温度，然后在不带搅拌的串联溶出停留罐 中保温溶出，加热管道中还会有结疤产生。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减少含硅、 含钛矿物在加热管道换热表面的析出机会的减少预热管道结疤的铝土矿矿浆的溶出方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种铝土矿矿浆的溶出方法，溶出过程包括采用循环母液和精矿、石灰乳配制 成铝土矿原矿浆、进行预脱硅、管道化预热溶出过程；其特征在于
(1)铝土矿矿浆进行强化预脱硅；
(2)强化预脱硅矿浆进行一段预热管道进行预热后，矿浆引入一保温反应罐中进行 反应，再泵入二段预热管道加热后，再引入一保温反应罐中进行反应后，再引入加热管 道加热至溶出温度，完成溶出过程。本发明的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其强化预脱硅过程是在 900C -110°C温度下进行的，其强化预脱硅时间为4-16小时。本发明的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其一段预热管道进行预热的 温度为170 180°C，矿浆引入一保温反应罐中进行反应20-30分钟。本发明的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其二段预热管道进行预热的 温度为220-230°C，矿浆引入一保温反应罐中进行反应20-30分钟。由于预脱硅的目的是使矿浆中可以导致结疤的硅矿物预先转化成钠硅渣，以减 缓矿浆在加热表面形成钠硅渣结疤的速度，提高矿浆预热(加热)过程的效率。提高预 脱硅温度、延长反应时间，可以使以高岭石存在的硅尽可能的反应完全；在预脱硅矿浆 的预热过程中，在管道预热器中先将矿浆预热至170-180°C，在此将矿浆引入第一个停留 反应罐中，停留20-30分钟进行充分的脱硅脱钛反应，然后通过管道预热将矿浆继续加 热至220-230°C，在此温度下将矿浆泵人第二段停留反应罐，停留20-30分钟用于矿浆的 进一步脱硅、脱钛，使以叶腊石、伊利石存在的含硅矿物大部分进行反应，形成钠硅渣 或水化石榴石析出；以金红石、锐钛矿存在的含钛矿物形成钛渣析出，减少在后续加热 表面的析出，从而降低结疤的形成速度。最后，将停留罐的矿浆加热至溶出温度后，引 入溶出停留罐中，保持一定的反应时间，完成选精矿的溶出过程。本发明的方法是通过强化矿浆预脱硅过程，使高岭石在预脱硅阶段尽可能的反 应，并在矿浆预热段增设两个停留罐装置，即分段停留装置，使以叶腊石、伊利石等含 硅矿物和锐钛矿和金红石等含钛矿物，尽可能的在停留罐反应，减少在加热表面的反应 机会，从而起到减缓预热过程结疤的目的。
具体实施例方式一种减少矿浆预热过程中管道结疤的方法，将采用循环母液和精矿、石灰乳配制成原矿浆，加热至温度为90°C-110°c，进行强化预脱硅4-16小时，进行强化预脱硅 后，将预脱硅矿浆送入管道进行预热，预热至170 180°C，引入保温停留反应罐中，停 留20-30分钟后，矿浆泵入预热管道中加热至220-230°C后，再将矿浆送入第二段保温停 留罐中停留20-30分钟，进行脱硅脱钛反应，反应后的料浆进入预热管道以熔盐加热至 溶出温度，完成溶出过程。下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例1
按照一定的配料量加入浮选精矿、石灰乳和循环母液配制成要求的合格原矿浆，在 预脱硅槽内于110°C温度下进行预脱硅8小时后，泵入矿浆预热管道，预热至170-180°c 时，将矿浆引入停留反应罐中停留30分钟，之后将矿浆泵入预热管道继续加热至 220-230°C时，送入反应停留罐中停留30分钟，反应后的料浆进入预热管道以熔盐加热 至溶出温度并在溶出停留罐保持相应的反应时间，完成选精矿的溶出过程。实施结果是 选矿拜耳法矿浆预加热系统结疤清理周期从一周左右提高到了 30天。实施例2
按照一定的配料量加入浮选精矿、石灰乳和循环母液配制成要求的合格原矿浆，在 预脱硅槽内于95°C温度下进行预脱硅16小时后，泵入矿浆预热管道，预热至170-180°C 时，将矿浆引入停留反应罐中停留20分钟，之后将矿浆泵入预热管道继续加热至 220-230°C时，送入反应停留罐中停留30分钟，反应后的料浆进入预热管道以熔盐加热 至溶出温度并在溶出停留罐保持相应的反应时间，完成选精矿的溶出过程。实施结果是 选矿拜耳法矿浆预加热系统结疤清理周期从一周左右提高到了 28天。
权利要求
1.一种铝土矿矿浆的溶出方法，溶出过程包括采用循环母液和精矿、石灰乳配制成 铝土矿原矿浆、进行预脱硅、管道化预热溶出过程；其特征在于(1)铝土矿矿浆进行强化预脱硅；(2)强化预脱硅矿浆进行一段预热管道进行预热后，矿浆引入一保温反应罐中进行 反应，再泵入二段预热管道加热后，再引入一保温反应罐中进行反应后，再引入加热管 道加热至溶出温度，完成溶出过程。
2.根据权利要求1所述的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其强化预脱硅过程 是在90°C -110°C温度下进行的，其强化预脱硅时间为4-16小时。
3.根据权利要求1所述的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其一段预热管道进 行预热的温度为170 180°C，矿浆引入一保温反应罐中进行反应20-30分钟。
4.根据权利要求1所述的一种铝土矿矿浆的溶出方法，其特征在于其二段预热管道进 行预热的温度为220-230°C，矿浆引入一保温反应罐中进行反应20-30分钟。
全文摘要
一种铝土矿矿浆的溶出方法，涉及一种拜耳法生产氧化铝过程中铝土矿矿浆的溶出方法。其特征在于(1)铝土矿矿浆进行强化预脱硅；(2)强化预脱硅矿浆进行一段预热管道进行预热后，矿浆引入一保温反应罐中进行反应，再泵入二段预热管道加热后，再引入一保温反应罐中进行反应后，再引入加热管道加热至溶出温度，完成溶出过程。本发明的方法，采用较高温度和较长反应时间的强化预脱硅过程，提高矿浆的预脱硅效率；同时，在预脱硅矿浆的管道预热过程中分段设置停留反应罐，使含硅、含钛矿物在停留罐中充分反应，减少在后续换热表面的析出机会，从而减轻了矿浆在预热过程中的结疤速度。
文档编号C01F7/02GK102009990SQ20101058768
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者尹中林, 李晓萍, 杨巧芳, 杨桂丽 申请人:中国铝业股份有限公司