利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝联产水泥工艺方法。属于铝硅酸盐矿物的化工开发利用方法。针对现有氧化铝工业中拜耳法、碱石灰烧结法和联合法工艺都不能提取氧化铝含量低于５０％的高硅低铝矿物原料中的氧化铝的问题，本发明专利技术运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔－水解－苛化－煅烧，实现提取高硅低铝矿物原料中８５％的氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，１００％利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝和水泥。工艺流程简洁，产品质量高、生产周期短；余热及洗涤液的回收循环利用，使生产成本大幅度降低。产品适用于造纸、油墨、印染、医药、建筑等行业；延伸开发的产品还可用于石化、橡塑、电解铝等行业。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用铝硅酸盐矿物原料的化工开发利用的方法，特别是一 种利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝联产水泥的工艺方法。
技术介绍
目前，从含铝矿物原料中提取氧化铝的方法，基本上都是用铝土矿作为 原料，主要有拜耳法、碱石灰烧结法和联合法。铝土矿的矿物类型主要分为三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型三种。拜耳法要求铝土矿原料中的铝硅比大于9，只适用于低硅含量的三水铝石型铝土 矿和一水软铝石型铝土矿的开发。据毕诗文、于海燕等在《氧化铝生产工艺》(化学工业出版社2006年2月第一版) 一书中第15页称从铝土矿资源总量上讲，在已探明的铝土矿储量中，我国铝土矿总储量 仅占世界储量的1. 5%。世界铝土矿的人均储量为4000公斤，我国铝土矿的人均储量只有 283公斤。我国铝土矿已经不能保证2010年的国内需求，即使考虑到远景储量，我国的铝土 矿的保证年限也很难达到50年；从铝土矿类型上讲，我国铝土矿主要是具有高硅特点的一 水硬铝石，占到铝土矿总储量的98. 46%。其中铝硅比大于9的高铝铝土矿仅占18. 6%，铝 硅比在6-9的铝土矿占25. 4%，铝硅比在4-6的铝土矿占48. 6 %，铝硅比小于4的铝土矿 占 7. 4%。由于我国铝土矿绝大部分属于高硅含量的一水硬铝石，不能用流程简单的拜耳法 提取其中的氧化铝，国内大部分企业采用碱石灰烧结法或联合法提取我国铝土矿中的氧化 铝。其中，碱石灰烧结法要求铝土矿中的氧化铝含量大于55%、铝硅比大于3. 5 ；联合法要 求铝土矿中的氧化铝含量大于50%、铝硅比大于4. 5。这样，当铝土矿原料中的氧化铝含量 低于50%时，工业上就无法利用来提取氧化铝。我国已经是世界上对氧化铝需求量最大的国家。由于国内铝土矿总储量限制和现 有技术对我国自产的铝土矿中氧化铝含量低于50%时就不能利用来生产氧化铝的原因，为 了满足经济发展需要，我国每年都需要从国外进口大量的铝土矿和氧化铝。据国家海关总 署综合统计司统计，2005年，我国共进口铝土矿216万吨，进口氧化铝701. 6万吨；2006年， 我国共进口铝土矿968万吨，进口氧化铝691. 1万吨。因此，研究一种氧化铝含量低于50%的高硅铝土矿中的氧化铝的开发利用方法是 必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，开发一种高硅铝土矿的开发利 用方法，特别是一种利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝联产水泥的工艺方法。本专利技术的目的是这样实现的一种利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝联产水 泥的工艺方法，特征在于运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔-水解-苛 化-煅烧，实现提取原料中氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，100%利用高硅低铝 矿物原料生产氢氧化铝和水泥。附图说明图1为本专利技术的工艺原理示意图，图2为本专利技术具体实施的生产流程示 意图。如图1中所示1、烧碱碱熔将高硅低铝矿物原料粉与烧碱溶液混合，加热进行碱熔处理，得到干 粉。干粉输入干粉溶解工序。2、干粉溶解将烧碱碱熔工序得到的干粉进行溶解。溶解后，过滤，得到滤饼和滤 液。滤饼中包含有部分氢氧化铝，经洗涤以后，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一次水解 工序生产粗氢氧化铝。3、氢氧化铝溶出将干粉溶解工序得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解，使氢氧化铝 溶解进入溶液。溶解后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤作为滤渣；滤液输入一次水解 工序生产粗氢氧化铝。4、一次水解将干粉溶解工序及氢氧化铝溶出工序得到的滤液合并，进行稀释水 解。稀释水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液。滤饼经洗涤为含有二氧化硅的粗氢氧化铝， 输入滤饼溶解工序；滤液为含有少量铝酸钠的硅酸钠溶液，输入第二蒸发工序。5、滤饼溶解将一次水解工序得到的滤饼，用烧碱溶液进行溶解，得到含有二氧化 硅的铝酸钠溶液，输入脱硅提纯工序。6、脱硅提纯将滤饼溶解工序得到的溶液，添加生石灰或熟石灰搅拌加热，进行脱 硅处理。脱硅处理结束后，过滤，得到滤饼脱硅渣和滤液。脱硅渣含有氧化铝和二氧化硅， 直接输入烧碱碱熔工序，与高硅低铝矿物原料粉一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液为高纯 度铝酸钠溶液，输入二次水解工序生产氢氧化铝。7、二次水解将脱硅提纯工序得到的滤液，进行稀释水解。水解结束后，过滤，得到 滤饼和滤液。滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品氢氧化铝；滤液为含有铝酸钠的氢氧化钠稀 溶液，输入第一蒸发工序。8、第一蒸发将二次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液输 入滤饼溶解工序，代替烧碱溶液进行滤饼溶解，实现部分烧碱循环。9、第二蒸发将一次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液输 入苛化工序。10、苛化将第二蒸发工序得到的滤液，进行苛化处理。苛化结束后，过滤，得到滤 饼和滤液。滤饼输入率值调整工序；滤液为含有氢氧化钠的稀溶液，输入第三蒸发工序。11、第三蒸发将苛化工序得到的滤液加热蒸发浓缩，得到浓溶液。浓溶液作为浓 烧碱溶液，循环用于烧碱碱熔工序、氢氧化铝溶出工序和滤饼溶解工序，实现了全部烧碱循 环。12、率值调整将苛化工序得到的滤饼加入率值调整原料，用水进行洗涤。洗涤后， 过滤，得到滤饼和滤液。滤饼为水泥生料，输入煅烧工序；滤液并入洗涤液，集中循环利用。13、煅烧将率值调整工序得到的滤饼进行煅烧，得到水泥熟料。熟料输入粉碎工序。14、粉碎将煅烧工序得到的熟料粉碎，得到产品水泥。具体实施例方式结合图2，本专利技术是这样进一步实现的如图2中所示，将煅烧工序产生的高温烟道气依次用常温空气和水进行换热 高温烟道气经过空气换热，将常温空气加热到400-800°C，高温烟道气温度降低，变为 500-600°C中温烟道气；中温烟道气再用水换热，得到95°C的热水，中温烟道气温度降低到200°C以下。200°C以下的低温烟道气经过水洗、净化处理后，得到的常温洁净烟道气直接排 放。400-800°C的热空气用于烧碱碱熔工艺的加热浓缩和烘焙干燥；95°C的热水用作各个相应工艺的滤饼洗涤和二次水解工艺的稀释水解用水；通过对烟道气的换热利用和净化处理，实现了废热再利用和尾气无污染排放。所述图2中的原料粉是指用粒度为60-200目的高硅低铝矿物原料粉作为原料粉， 高硅低铝矿物原料包括高岭土、黏土、黄砂、氧化铝含量低于50%的铝土矿和氧化铝工业的 赤泥，其中氧化铝与二氧化硅含量均没有限制。所述图2中的烧碱溶液是指质量百分比浓度> 30%的氢氧化钠溶液。所述图2中的烧碱碱熔是指将60-200目的高硅低铝矿物原料粉与质量百分比浓 度> 30%的烧碱溶液按照质量比高硅低铝矿物原料粉氢氧化钠=1 0. 8-1. 5进行配 料，用经过高温烟道气换热得到的400-800°C热空气加热反应，直到物料变成干粉。干粉输 入干粉溶解工序。所述图2中的干粉溶解是指将经烧碱碱熔工艺段得到的干粉用洗涤液溶解。干粉 溶解时，控制溶解后溶液中Na20> 250克/升。干粉溶解后，在4小时内过滤。过滤后，得 到滤饼和滤液。滤饼用经过中温烟道气换热得到的95°C热水洗涤至PH= 11。洗涤液集中 用于循环利用。洗涤后的滤饼为含有氢氧化铝的杂质，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一 次水解工序。所述图2中的氢氧化铝溶出是指将经干粉溶解工艺段得到的滤饼，再用烧碱 溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝联产水泥的工艺方法，其特征在于运用烧碱法原理，采用烧碱循环工艺，通过烧碱碱熔－水解－苛化－煅烧，实现提取原料中氧化铝的同时，其余组分全部转化成水泥，１００％利用高硅低铝矿物原料生产氢氧化铝和水泥：（１）烧碱碱熔：将高硅低铝矿物原料粉与烧碱溶液混合，加热进行碱熔处理，得到干粉；干粉输入干粉溶解工序；（２）干粉溶解：将烧碱碱熔工序得到的干粉进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤以后，输入氢氧化铝溶出工序；滤液输入一次水解工序；（３）氢氧化铝溶出：将干粉溶解工序得到的滤饼用烧碱溶液进行溶解；溶解后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤作为滤渣；滤液输入一次水解工序；（４）一次水解：将干粉溶解工序及氢氧化铝溶出工序得到的滤液合并，进行稀释水解；稀释水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤后输入滤饼溶解工序；滤液输入第二蒸发工序；（５）滤饼溶解：将一次水解工序得到的滤饼，用烧碱溶液进行溶解，得到的溶液输入脱硅提纯工序；（６）脱硅提纯：将滤饼溶解工序得到的溶液，进行脱硅处理；脱硅处理结束后，过滤，得到滤饼脱硅渣和滤液；脱硅渣输入烧碱碱熔工序，与高硅低铝矿物原料粉一起，重新进行烧碱碱熔处理；滤液输入二次水解工序；（７）二次水解：将脱硅提纯工序得到的滤液，进行稀释水解；水解结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼经洗涤、烘干、粉碎后为产品氢氧化铝；滤液输入第一蒸发工序；（８）第一蒸发：将二次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液输入滤饼溶解工序，代替烧碱溶液进行滤饼溶解，实现部分烧碱循环；（９）第二蒸发：将一次水解工序得到的滤液，加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液输入苛化工序；（１０）苛化：将第二蒸发工序得到的滤液，进行苛化处理；苛化结束后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼输入率值调整工序；滤液输入第三蒸发工序；（１１）第三蒸发：将苛化工序得到的滤液加热蒸发浓缩，得到浓溶液；浓溶液作为浓烧碱溶液，循环用于烧碱碱熔工序、氢氧化铝溶出工序和滤饼溶解工序，实现了全部烧碱循环；（１２）率值调整：将苛化工序得到的滤饼加入率值调整原料，用水进行洗涤；洗涤后，过滤，得到滤饼和滤液；滤饼输入煅烧工序；滤液并入洗涤液，集中循环利用；（１３）煅烧：将率值调整工序得到的滤饼进行煅烧，得到水泥熟料；熟料输入粉碎工序；（１４）粉碎：将煅烧工序得到的熟料粉碎，得到产品水泥。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆玲，
申请(专利权)人：刘庆玲，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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