专利名称：用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及用电热法处理矿石提炼轻金属，特别是用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺。
目前世界各国在钢的冶炼生产中大量使用铝脱氧工艺，以改善钢的质量。对钢进行铝脱氧处理，有资料显示，脱氧铝用量约为钢产量的1％，而脱氧铝生产所需的原料铝锭生产成本高，产量跟不上电解铝生产的需求，每年我国要进口大量铝锭以满足需要。目前普遍情况是生产脱氧铝用的氧化铝，不能使用铝土矿直接投料作电解原料，使脱氧铝生产成本难于下降，且原料来源紧张。
本发明的目的是提供用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺。
本发明的任务是用如下方式实现的一种用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺电解法生产脱氧铝的原料是铝土矿，铝土矿粒度在150目至250目，铝土矿微粉经在电解槽上进行二次脱水后直接作原料用，其第一次脱水是将铝土矿洒放在带热量的电解质液面上的结壳上，再将结壳面上已脱水的铝土矿微粉破结壳落入电解槽内，利用槽内液体热量进行第二次脱水。铝土矿是生矿或熟矿，生矿的Al2O3含量在75％以上，SiO2、Fe2O3含量之和不大于4％；熟矿Al2O3含量在89％以上，SiO2、Fe2O3含量之和不大于5％。当铝土矿含Al2O2值低于要求值的20％以内，可加入适量的氧化铝提高原料的Al2O3含量。
本发明具有原料来源广泛，生产成本低、工艺简单、操作容易等特点，能满足钢冶炼对脱氧铝品质要求。用本发明生产出的脱氧铝锭适用于冶炼钢时作脱氧铝，还可用于生产卷闸门、铝包装带、铝合金门窗等铝型材加工，以及以用本发明生产的脱氧铝为主体，加入适量的硅等其它金属，熔合作为铸铝使用。
图1电解槽横截面示意图下面对本发明作进一步详细说明附图1显示的是电解法生产脱氧铝的电解槽截面示意图，显示的情况是脱氧铝出炉后炉内的情况，在电解槽内仍有铝液4、电解质液3及电极1周围的结壳2，电极1插进电解质液3内。
将铝土矿粉碎成粒度为200目左右的微粉，对生矿的Al2O3含量要求达到75％左右，SiO2、Fe2O3含量之和不大于4％。对热矿的Al2O3含量要求达到90％左右，SiO2、Fe2O3含量之和不大于5％。
本发明的电解工艺保留原来正常电解铝工艺，仅只在使用原料是铝土矿，在原料准备阶段作相应的变化。具体改变如下在电解槽每次加工之后，新的结壳2完整形成后把原矿微粉均匀地覆盖在结壳2上，覆盖时需注意勿使含游离态水的原矿微粉直接落入电解槽内，而发生爆炸。因结壳2上温度至少在200℃以上，原矿微粉中所含的游离态的水很快蒸发掉。在下一次加工时，将结壳2打碎，随结壳2的打碎，覆盖在壳上的原矿微粉自然落入电解槽内。此时的原矿微粉只含有化合态的水，但电解槽内的温度在940℃-960℃左右，也就是说，电解槽内的温度达不到原矿微粉中Al2O3脱去化合态水所需最低温度的2倍，此时原矿微粉落入电解槽内，其化合态的水会迅速脱去，但又不会引起爆炸，如此循循环操作，可以获得电解生产时所需的足量的已脱水铝土矿原料。
经生产测算，使用铝土矿原料和采用常规氧化铝锭的原料用电解法生产出来的脱氧铝锭，其成本前者比后者降低30％至40％。
此类含Al2O3高品位原矿据目前调查显示在我国以贵州省的为最好，熟矿Al2O3含量高达92％-93％，是廉价而丰富的生产脱氧铝的原料。
本发明采用铝土矿为原料，利用电解槽本身所含热量，分两步脱去铝土矿的游离态水和化合态的水，直接落入电解槽内作电解原料生产脱氧铝。
如所用的铝土矿为低铁铝土矿采用浮选方法可以将矿石品位Al2O3含量为66.3％的原矿提高到Al2O3含量达77.9％的高品位精矿(折算成熟料，Al2O3含量为90.2％)。如原矿Al2O3含量提高到75％，浮选过的精矿Al2O3含量可达80％(折算成熟料Al2O3含量为94.1％)，同时浮选后的精矿杂质Fe2O3、K2O、Na2O的含量也有所下降，用品位低于要求20％以内的原矿或浮选精矿为原料时，可加入适量的正品氧化铝，使之含Al2O3品位能达到要求含量的混合矿，正品氧化铝的加入也可以是直接加入电解槽。
本发明纠正了过去人们认为自然界没有能用于电解冶炼出含Al达95％以上的高品位铝土矿的技术偏见，找到了获得丰富而价廉用于电解法生产脱氧铝原料及其新方法，充分挖掘了我国丰富的高铝低铁优质铝土矿的价值潜力，最大限度地合理利用我国高铝低铁优质铝土矿资源。本发明打破了电解铝生产只能用不含水的氧化铝原料的技术禁固，最大限度地简化了生产脱氧用氧化铝原料的生产工艺。
权利要求
1．一种用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺，其特征在于电解法生产脱氧铝的原料是铝土矿，铝土矿粒度在150目至250目，铝土矿微粉经在电解槽上进行二次脱水后直接作原料用，其第一次脱水是将铝土矿洒放在带热量的电解质液[3]面上的结壳[2]上，再将结壳[2]面上已脱水的铝土矿微粉破结壳[2]落入电解槽内，利用槽内液体热量进行第二次脱水。
2．根据权利要求1所述生产脱氧铝的工艺，其特征在于铝土矿是生矿或熟矿，生矿的Al2O3含量在75％以上，SiO2、Fe2O3含量之和不大于4％；熟矿Al2O3含量在89％以上，SiO2、Fe2O3含量之和不大于5％。
3．根据权利要求1和2所述生产脱氧铝的工艺，其特征在于当铝土矿含Al2O2值低于要求值的20％以内，可加入适量的氧化铝提高原料的Al2O3含量。
全文摘要
一种用铝土矿原料电解法生产脱氧铝的工艺,其原料是铝土矿,铝土矿粒度在150目至250目,铝土矿微粒在电解槽上进行二次脱水后直接作原料用。铝土矿用生矿或熟矿。本发明具有原料来源广泛、生产成本低、工艺简单、操作容易等特点,能满足钢冶炼对脱氧铝品质的要求。本发明生产出的脱氧铝锭,适用于冶炼钢时作脱氧铝,还可用于生产卷闸门、铝包装带、铝合金门窗等铝型材加工以及用作铸铝主要原料。
文档编号C25C3/06GK1212296SQ9710824
公开日1999年3月31日 申请日期1997年9月25日 优先权日1997年9月25日
发明者邹建明 申请人:邹建明