一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法
【专利摘要】一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于采用湿法串联生产氧化铝，将湿法串联工艺生产氧化铝过程中的脱铝渣直接作为原料生产铝酸钙水泥。本发明的方法，采用湿法串联工艺生产氧化铝，将生产过程中的脱铝渣作为制备铝酸钙、纯铝酸钙水泥的原料，一方面进一步优化了湿法串联工艺的技术经济指标，另一方面降低了铝酸钙水泥的原料成本。
【专利说明】一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法
【技术领域】
[0001] 一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，涉及中低品位铝土矿生产氧化铝过程 中脱铝渣的产生和应用以及铝酸钙水泥的制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国铝土矿资源多为高铝、高硅、中低品位的一水硬铝石型铝土矿。为降低碱耗、 能耗以及更有效地利用铝土矿资源，成功开发了适宜处理中低品位铝土矿的湿法串联新工 艺，在专利"一种中低品位铝土矿生产氧化铝的方法"（专利号：ZL 200710118667. 1)中，首 先对铝土矿进行拜耳法溶出，然后采用高分子比循环碱液对拜耳赤泥湿法处理，拜耳赤泥 溶出液加入石灰脱铝，得到的高分子比脱铝循环碱液再溶出拜耳赤泥，固相脱铝渣代替石 灰加入到拜耳法系统，通过该方法可以较经济地处理中低品位铝土矿，弃赤泥A/S可以达 到0. 8以下，N/S达到0. 2以下。在该工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到脱铝渣，脱铝渣代 替石灰作为拜耳法溶出添加剂来回收。在脱铝渣代替石灰作为拜耳法溶出添加剂时，脱铝 渣中所含氧化铝同时进入拜耳法系统，会使拜耳法系统循环效率降低。另外，对于三水铝石 矿，拜耳法溶出可以不加石灰或少加石灰，脱铝渣则难以消化，这样采用湿法串联工艺就会 受到一定的限制。脱铝渣主要成分为铝酸三钙，如果能单独处理加工成其他有价产品，将会 扩大湿法串联工艺应用范围，并能优化其技术经济指标。
[0003] 铝酸钙水泥早期性能好，中期残存强度高，耐火度高(大于1650°C)，具有耐磨和抗 剥落性，适合于配置高温、高压和还原条件下使用的不定型的耐火材料，是高性能耐火浇注 料的优质结合剂。一般采用优质的石灰石（CaO > 55%)和工业氧化铝烧制而成，原料成本 商。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效利用脱铝渣制 备铝酸钙水泥，使得湿法串联工艺的技术经济指标得到进一步优化，有效降低制备铝酸钙 水泥的原料成本的改进的中低品位铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006] 一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于采用湿法串联生产氧化 铝，将湿法串联工艺生产氧化铝过程中的脱铝渣直接作为原料生产铝酸钙水泥。
[0007] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于湿法串联工艺生 产氧化铝过程中的脱铝渣加入铝土矿和石灰石，进行混匀磨细，进行高温烧结得到铝酸钙 水泥熟料，熟料磨细后得到铝酸钙水泥。
[0008] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于湿法串联工艺生 产氧化铝过程中的脱铝渣加入工业氢氧化铝或氧化铝，再把脱铝渣和工业氢氧化铝或氧化 铝混匀磨细，进行高温烧结得到纯铝酸钙水泥熟料，熟料磨细后得到纯铝酸钙水泥。
[0009] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述的脱铝渣是 湿法串联工艺生产氧化铝过程中的a 8~20，NK浓度为5(T240g/L的溶液、加入石灰进行 脱铝反应，反应后的浆液过滤分离而得到的。
[0010] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述的脱铝 渣加入工业氢氧化铝的比例为：脱铝渣与氢氧化铝质量比1 :3,其烧结温度为 1250?1600°C，时间为 30?360min。
[0011] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述的脱铝渣 加入工业氧化铝的比例为：脱铝渣与工业氧化铝的质量比1 :〇.8~1 :2,其烧结温度为 130(Tl650°C，时间为 30?360min。
[0012] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述的脱铝渣 加入铝土矿的比例为：脱铝渣与铝土矿质量比为2. :1?4:1，石灰石按铝土矿石质量的 1%-10%加入，其烧结温度为120(Tl600°C，时间为30?360min。
[0013] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述的高温烧结 得到铝酸钙水泥熟料中，加入α -氧化铝粉研磨制备A1203含量为70%-82%的纯铝酸钙水 泥。
[0014] 采用本发明的方法，制备出的纯铝酸钙水泥化学成分为A1A含量为689Γ74%， CaO含量为20%?28%，Si02含量彡0· 8%，Na20含量彡0· 3%，MgO含量彡0· 5%，Fe203含量 彡0. 6%，Ti02含量彡0. 1%。烧结得到的产物的矿物组成为铝酸一钙CaO ·Α1203和二铝酸钙 CaO · 2Α1203，少量的七铝酸十二钙 12Ca0 · 7Α1203。
[0015] 采用本发明的方法，制备出的铝酸钙水泥化学成分为Α1203含量为379Γ42%，CaO含 量为369Γ40%，Si0 2含量为39Γ8%，Fe203含量为119Γ17%。烧结得到的产物的矿物组成为铝 酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2A1203，少量的七铝酸十二钙12Ca0 · 7A1203，硅铝酸二 钙 2Ca0 · A1203 · Si02，铁铝酸四钙 4CaO · A1203 · Fe203。
[0016] 本发明的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，有效优化了湿法串联工艺， 其途径就是湿法串联工艺中产生的脱铝渣不再回头，而是用于开发制备价值更高的铝酸钙 水泥、纯铝酸钙水泥，一方面进一步优化了湿法串联工艺的技术经济指标，另一方面降低了 铝酸钙水泥的原料成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1已有技术的专利ZL 200710118667. 1的工艺流程图； 图2为本发明的工艺流程。
【具体实施方式】
[0018] 一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，利用湿法串联工艺中的脱铝渣，即采 用α κ为8~20, Νκ浓度为5(T240g/L的溶液，加入石灰进行脱错反应,反应后的楽液过滤分 离后的滤饼即为制备纯铝酸钙水泥的原料之一，与另外一种原料工业氢氧化铝或氧化铝混 匀磨细，脱铝渣和工业氢氧化铝按质量比为1 :1. 2~1 :3加入，或脱铝渣和工业氧化铝按质 量比为1 :0.8~1 :2加入，混匀磨细后进行高温烧结得到纯铝酸钙水泥熟料，采用工业氢氧 化铝为原料时，其烧结温度为125(Tl600°C，时间为3(T360min，采用工业氧化铝为原料时， 其烧结温度为130(Tl65(TC，时间为3(T360min，熟料磨细后得到纯铝酸钙水泥。其化学成 分A1203含量68%?74%，CaO含量20%?28%，Si02含量彡（λ 8%，Na20含量彡（λ 3%，MgO含量 彡0. 5%，Fe203含量彡0. 6%，Ti02含量彡0. 1%。其矿物组成为铝酸一钙CaO · A1203和二铝 酸钙CaO ·2Α1203，少量的七铝酸十二钙12CaO ·7Α1203。所述的一种改进的中低品位铝土矿 生产氧化铝的方法，其特征在于制备Α1 203含量为70%-82%的纯铝酸钙水泥，也可通过上述 烧成的熟料加入α-氧化铝粉研磨得到。
[0019] 利用湿法串联工艺中的脱铝渣，即采用α κ为8~20, Νκ浓度为5(T240g/L的溶液， 加入石灰进行脱铝反应，反应后的浆液过滤分离后的滤饼即为制备铝酸钙水泥的原料之 一，另外一种原料为中低品位铝土矿和少量的石灰石，把脱铝渣与中低品位铝土矿、石灰石 混匀磨细，进行高温烧结得到铝酸钙水泥熟料，熟料磨细后得到铝酸钙水泥，脱铝渣和中低 品位铝土矿按质量比为2 :1 ~4 :1加入，石灰石按中低品位铝土矿质量的19Γ10%加入，其烧 结温度为120(Tl60(TC，时间为3(T360min，烧结得到的产物与铝酸钙水泥化学成分相当， A1203含量为37%?42%，CaO含量为36%?40%，Si02含量为3%?8%，Fe 203含量为11%?17%。烧 结得到的铝酸钙水泥矿物组成为铝酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2A1203，少量的七铝 酸十二钙 12Ca0 · 7A1203，硅铝酸二钙 2Ca0 · A1203 · Si02，铁铝酸四钙 4CaO · A1203 · Fe203。
[0020] 下面通过具体的实施例进一步说明。
[0021] 实施例1 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与工业氢氧化铝按质量比 为1 :1. 3混合磨细，在1600°C，烧结30min，得到纯铝酸钙水泥，其化学成分A1203含量为 69%，CaO 含量为 28%，Si02 含量为 0· 42%，Na20 含量为 0· 26%，MgO 含量为 0· 42%，Fe203 含量 为0. 16%，Ti02含量为0. 033%。其矿物组成为铝酸一钙CaO ·Α1203和二铝酸钙CaO ·2Α1203， 基本无 12Ca0 · 7Α1203。
[0022] 实施例2 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与工业氧化铝按质量比为 1 :1· 2混合磨细，在1550。。，烧结60min，得至IJ纯铝酸钙水泥，其化学成分Α1Α含量为74%， CaO含量为23%，Si02含量为0· 32%，Na20含量为0· 25%，MgO含量为0· 44%，Fe203含量为 0. 22%，Ti02含量为0. 05%。其矿物组成为铝酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2A1203，基 本无 12Ca0 · 7A1203。
[0023] 实施例3 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与工业氧化铝按质量比为 1 :1. 2加入，在1450°C，烧结60min，得到纯铝酸钙水泥其化学成分A1203含量为72%，CaO含 量为 24%，Si02 含量为 0. 45%，Na20 含量为 0. 26%，MgO 含量为 0. 37%，Fe203 含量为 0. 46%， Ti02含量为0. 04%。其矿物组成为铝酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2A1203，基本无 12Ca0 · 7A1203。
[0024] 实施例4 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与工业氢氧化铝按质量比 为1 :1. 5加入，在1400°C，烧结60min，得到纯铝酸钙水泥熟料，再加入按脱铝渣与α -氧化 铝粉质量比为1 :〇. 1的α -氧化铝粉，与纯铝酸钙水泥熟料混合研磨，得到更高氧化铝含量 的纯铝酸钙水泥。其化学成分Α120 3含量为82%，CaO含量为16%，Si02含量为0. 32%，Na20 含量为0. 16%，MgO含量为0. 45%，Fe203含量为0. 46%，Ti02含量为0. 01%。其矿物组成为铝 酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2Α1203、α -氧化铝。
[0025] 实施例5 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与中低品位铝土矿按质量 比为2 :1加入，石灰石按矿石质量4%加入，混合磨细，在1500°C，烧结60min，得到铝酸钙水 泥，其化学成分A120 3含量为38%，CaO含量为36%，Si02含量为5%，Fe203含量为16%。其矿物 组成为铝酸一钙CaO · A1203和二铝酸钙CaO · 2A1203，少量的七铝酸十二钙12Ca0 · 7A1203， 硅铝酸二钙 2Ca0 · A1203 · Si02，铁铝酸四钙 4CaO · A1203 · Fe203。
[0026] 实施例6 采用湿法串联工艺中赤泥溶出液加石灰脱铝得到的脱铝渣与中低品位铝土矿按质量 比为3 :1加入，石灰石按矿石质量的2%加入，混合磨细，在1400°C，烧结60min，得到铝酸钙 水泥，其化学成分A120 3含量为40%，CaO含量为38%，Si02含量为7%，Fe203含量为13%。其矿 物组成为铝酸一钙CaO ·Α1203和二铝酸钙CaO ·2Α1203，少量的七铝酸十二钙12Ca0 ·7Α1203， 硅铝酸二钙 2Ca0 · Α1203 · Si02，铁铝酸四钙 4CaO · Α1203 · Fe203。
【权利要求】
1. 一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于采用湿法串联生产氧化铝， 将湿法串联工艺生产氧化铝过程中的脱铝渣直接作为原料生产铝酸钙水泥。
2. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于在湿 法串联工艺生产氧化铝过程中的脱铝渣加入铝土矿和石灰石，进行混匀磨细，进行高温烧 结得到铝酸钙水泥熟料，熟料磨细后得到铝酸钙水泥。
3. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于在湿 法串联工艺生产氧化铝过程中的脱铝渣加入工业氢氧化铝或氧化铝，把脱铝渣和工业氢氧 化铝或氧化铝混匀磨细，进行高温烧结得到纯铝酸钙水泥熟料，熟料磨细后得到纯铝酸钙 水泥。
4. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述 的脱铝渣湿法串联工艺生产氧化铝过程中的a 8~20，NK浓度为5(T240g/L的溶液，加入 石灰进行脱铝反应，反应后的浆液过滤分离而得到的。
5. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述 的脱铝渣加入工业氢氧化铝的比例为：脱铝渣与氢氧化铝质量比1 :1. 2~1 :3,其烧结温度 为 125(Tl600°C，时间为 30?360min。
6. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述 的脱铝渣加入工业氧化铝的比例为：脱铝渣与工业氧化铝的质量比1 :〇.8~1 :2,其烧结温 度为 130(Tl650°C，时间为 30?360min。
7. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述 的脱铝渣加入铝土矿的比例为：脱铝渣与铝土矿质量比为2. :1?4:1，石灰石按铝土矿石 质量的1%-1〇%加入，其烧结温度为120(Tl60(TC，时间为3(T360min。
8. 根据权利要求1所述的一种铝土矿联合生产氧化铝和水泥的方法，其特征在于所述 的高温烧结得到铝酸钙水泥熟料中，加入α -氧化铝粉研磨制备A1203含量为70%_82%的纯 铝酸钙水泥。
【文档编号】C04B7/32GK104058430SQ201410294719
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】尹中林, 李新华, 顾松青, 杨桂丽 申请人:中国铝业股份有限公司