【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金，特别涉及一种铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法。
技术介绍
1、铝热还原法是一种优于皮江法的炼镁新技术，具有镁还原率高、环境污染小、尾渣排放量少，碳排放及能耗低的优势，但存在镁渣的利用价值难以回补成本升高的问题，尚未得到工业规模化应用。虽然铝热还原法尾渣排放量仅为皮江法的50％，但每生产1吨金属镁仍会排放2.5～3吨还原尾渣，其中主要含有七铝十二钙、一铝一钙、二铝一钙等铝酸钙化合物，同时含有一定量的硅酸钙、铁酸钙、碳酸镁，具有较高的工业回收和再利用价值。因此，本领域亟需提供一种可以高效利用铝热还原镁渣制备高附加值产品以降低炼镁成本的方法。
2、专利cn101845550a提出从以铝或铝合金为还原剂制取金属镁的副产物中提取氢氧化铝和氧化铝的方法，该方法是将料块破碎、湿磨、碱液浸出后，将过滤分离出的铝酸钠溶液进行脱硅处理，再进行分解反应，之后将分解产生的氢氧化铝煅烧产生氧化铝。
3、专利cn116005007a将铝热还原渣置于氢氧化钠溶液中进行溶出反应，料浆过滤得到滤渣煅烧后得到镁铝尖晶石。专利cn102808089a将炼镁还原渣料配入氧化镁粉，压制成团块后，加热煅烧获得镁铝尖晶石成品，或将制取的团块直接加热制取成品电熔镁铝尖晶石。专利cn101942573a将铝热还原镁渣分级，密度在2.3～3.3g/cm3的部分作为镁铝尖晶石成品；密度小于2.3g/cm3的部分磨细在50～150mpa压力下压制成团块，在1350～1800℃煅烧3～6h，获得同等密度的镁铝尖晶石成品。专利cn1
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种可以高效利用铝热还原镁渣制备高附加值产品以降低铝热还原炼镁成本的方法。本专利技术在碳分制备白度大于96％的高白氢氧化铝后，将浸出渣用于生产高品质球霰石型碳酸钙微粉，进一步降低生产成本，同时解决了浸出渣堆存处理的问题，使铝热还原镁渣整体利用率接近100％。由于原料杂质含量较低，富钙溶液碳分过程中产生的废液经调制后可直接返回工艺流程中进行二次利用，对环境污染较小，具有工艺流程简单、能耗低、生产周期短和经济效益高等特点。
2、一种铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，包括如下步骤：
3、(1)将铝热还原镁渣破碎、磨细、筛分，与预热至浸出温度的碱液混合均匀进行常压浸出得到浸出料浆，浸出料浆固液分离后得到铝酸钠粗液和浸出渣；
4、(2)将所述铝酸钠粗液中加入添加剂进行常压脱硅，脱硅后料浆经固液分离得到铝酸钠精制液；
5、(3)将所述铝酸钠精制液中加入分散剂，缓慢搅拌至溶解，并通入二氧化碳在高速搅拌条件下进行恒温中和分解，固液分离后分别获得分解母液和固相，所述固相经洗涤、烘干后得到高白氢氧化铝；
6、(4)将步骤(1)所得浸出渣洗涤至近中性后，与铵盐溶液混合均匀进行常压浸出，浸出料浆固液分离得到富钙溶液；
7、(5)将所述富钙溶液中加入氨水调节富钙溶液ph值大于10，同时加入高分子诱导剂和分散剂，并通入二氧化碳进行连续碳化反应，固液分离后获得碳分母液和固相，固相经洗涤、烘干后得到碳酸钙微粉。
8、上述步骤(1)中，所述铝热还原镁渣主要成分为质量分数80～90％的铝酸钙，6～8％的硅酸钙和2～3％的铁酸钙，破碎磨细后铝热还原镁渣过100目筛；所述碱液为碳酸钠溶液或碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，碳酸钠浓度(按na2o计)为80～160g/l，氢氧化钠浓度(按na2o计)为0～60g/l，浸出温度为80～100℃，浸出时间为30～120min，浸出液与筛分后的铝热还原镁渣的液固质量比为3～10；铝热还原镁渣中氧化铝浸出率大于85％，浸出渣中主要成分为碳酸钙。
9、上述步骤(2)中，所述脱硅温度为80～100℃，脱硅时间2～8h，所述添加剂为脱硅剂或脱硅晶种，加入量为5～15g/l；所述脱硅剂为石灰、石灰乳、电石渣、水合铝酸三钙中的一种或两种，所述脱硅晶种为水合铝硅酸钠和水合铝硅酸钙中的一种或两种；所述铝酸钠精制液苛碱浓度为80～160g/l，分子比为1.1～1.6，硅量指数600～1500。
10、上述步骤(3)中，所述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸盐、酸性聚合物烷醇铵盐中的一种或两种，加入量为0.5～3％；co2通气速率为0.5～5l/min，分解温度为80～100℃，分解时间为2～8h，搅拌速度为500～800r/min；所得高白氢氧化铝产品的白度为96～99％，平均粒度小于50μm。
11、上述步骤(4)中，所述铵盐溶液为硝酸铵、硫酸铵、磷酸铵、氯化铵中的一种或两种，铵盐浓度为3～8mol/l，浸出温度为40～90℃，浸出时间为20～120min，铵盐溶液与浸出渣的液固比为3～10。
12、上述步骤(5)中，所述氨水浓度为1～4mol/l，添加量为50～100ml/l，所述高分子诱导剂为有机酸、多聚磷酸盐、聚丙烯酸酯中的一种或两种，co2通气速率为0.5～3l/min，连续碳化反应温度为30～80℃、连续碳化反应时间为0.5～2.5h；所述分散剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚乙二醇、烷基三甲基溴化胺、三嵌段表面活性剂中的一种或两种，所述分散剂的用量为0.5％～5％。
13、上述步骤(5)中，所述碳酸钙微粉为球霰石型，白度为98～99％，纯度为98～99％，平均粒度小于3μm。
14、进一步地，步骤(3)所述的分解母液经调制后，返回步骤(1)进行常压浸出；步骤(5)所述的碳分母液调制后，返回步骤(4)进行常压浸出。
15、进一步地，所述分解母液的调制过程为：若步骤(1)中铝热还原镁渣主要成分为七铝十二钙，则向分解母液中补充碳酸钠至碳碱浓度为80～160g/l，然后返回浸出工序；若铝热还原镁渣主要成分为二铝一钙或一铝一钙，则向分解母液中补充碳酸钠和氢氧化钠至碳碱浓度为120～160g/l，苛碱浓度为20～60g/l，然后返回浸出工序。
16、进一步地，所述碳分母液的调制过程为：补充步骤(4)所用铵盐调节铵盐溶液的浓度为步骤(4)中铵盐原始浓度。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、(1)本专利技术实现了对铝热还原镁渣中有价元素的高值化和近全量化利用，解决了铝热还原炼镁过程中镁渣排放量大、难以高效回收利用的技术难题，采用本专利技术每处理1吨镁渣，能够获得约0.7吨高质量高白氢氧化铝和1.4吨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(1)中所述铝热还原镁渣主要成分为质量分数80～90％的铝酸钙，6～8％的硅酸钙和2～3％的铁酸钙，破碎磨细后铝热还原镁渣过100目筛；所述碱液为碳酸钠溶液或碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，碳酸钠浓度(按Na2O计)为80～160g/L，氢氧化钠浓度(按Na2O计)为0～60g/L，浸出温度为80～100℃，浸出时间为30～120min，浸出液与筛分后的铝热还原镁渣的液固质量比为3～10；铝热还原镁渣中氧化铝浸出率大于85％，浸出渣中主要成分为碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱硅温度为80～100℃，脱硅时间2～8h，所述添加剂为脱硅剂或脱硅晶种，加入量为5～15g/L；所述脱硅剂为石灰、石灰乳、电石渣、水合铝酸三钙中的一种或两种，所述脱硅晶种为水合铝硅酸钠和水合铝硅酸钙中的一种或两种；所述铝酸钠精制液苛碱浓度为80～1
4.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(3)中所述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸盐、酸性聚合物烷醇铵盐中的一种或两种，加入量为0.5～3％；CO2通气速率为0.5～5L/min，分解温度为80～100℃，分解时间为2～8h，搅拌速度为500～800r/min；所得高白氢氧化铝产品的白度为96～99％，平均粒度小于50μm。
5.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(4)中所述铵盐溶液为硝酸铵、硫酸铵、磷酸铵、氯化铵中的一种或两种，铵盐浓度为3～8mol/L，浸出温度为40～90℃，浸出时间为20～120min，铵盐溶液与浸出渣的液固比为3～10。
6.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(5)中所述氨水浓度为1～4mol/L，添加量为50～100mL/L，所述高分子诱导剂为有机酸、多聚磷酸盐、聚丙烯酸酯中的一种或两种，调节pH值大于10，CO2通气速率为0.5～3L/min，连续碳化反应温度为30～80℃、连续碳化反应时间为0.5～2.5h；所述分散剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚乙二醇、烷基三甲基溴化胺、三嵌段表面活性剂中的一种或两种，所述分散剂的用量为0.5％～5％。
7.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(5)中所述碳酸钙微粉为球霰石型，白度为98～99％，纯度为98～99％，平均粒度小于3μm。
8.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(3)所述的分解母液经调制后，返回步骤(1)进行常压浸出；步骤(5)所述的碳分母液调制后，返回步骤(4)进行常压浸出。
9.根据权利要求8所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，所述分解母液的调制过程为：若步骤(1)中铝热还原镁渣主要成分为七铝十二钙，则向分解母液中补充碳酸钠至碳碱浓度为80～160g/L，然后返回浸出工序；若铝热还原镁渣主要成分为二铝一钙或一铝一钙，则向分解母液中补充碳酸钠和氢氧化钠至碳碱浓度为120～160g/L，苛碱浓度为20～60g/L，然后返回浸出工序。
10.根据权利要求8所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，所述碳分母液的调制过程为：补充步骤(4)所用铵盐调节铵盐溶液的浓度为步骤(4)中铵盐原始浓度。
...【技术特征摘要】
1.一种铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(1)中所述铝热还原镁渣主要成分为质量分数80～90％的铝酸钙，6～8％的硅酸钙和2～3％的铁酸钙，破碎磨细后铝热还原镁渣过100目筛；所述碱液为碳酸钠溶液或碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液，碳酸钠浓度(按na2o计)为80～160g/l，氢氧化钠浓度(按na2o计)为0～60g/l，浸出温度为80～100℃，浸出时间为30～120min，浸出液与筛分后的铝热还原镁渣的液固质量比为3～10；铝热还原镁渣中氧化铝浸出率大于85％，浸出渣中主要成分为碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱硅温度为80～100℃，脱硅时间2～8h，所述添加剂为脱硅剂或脱硅晶种，加入量为5～15g/l；所述脱硅剂为石灰、石灰乳、电石渣、水合铝酸三钙中的一种或两种，所述脱硅晶种为水合铝硅酸钠和水合铝硅酸钙中的一种或两种；所述铝酸钠精制液苛碱浓度为80～160g/l，分子比为1.1～1.6，硅量指数600～1500。
4.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(3)中所述分散剂为聚乙二醇、聚丙烯酸盐、酸性聚合物烷醇铵盐中的一种或两种，加入量为0.5～3％；co2通气速率为0.5～5l/min，分解温度为80～100℃，分解时间为2～8h，搅拌速度为500～800r/min；所得高白氢氧化铝产品的白度为96～99％，平均粒度小于50μm。
5.根据权利要求1所述的铝热还原镁渣生产高白氢氧化铝联产碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(4)中所述铵盐溶液为硝酸铵、硫酸铵、磷酸铵、氯化铵中的一种或两种，铵盐...
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