常压下高浓度NaOH浸取铝土矿预脱硅.PDF

第 7 卷第 5 期 过 程 工 程 学 报 Vol.7 No.5 2007 年 10 月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2007 常压下高浓度 NaOH 浸取铝土矿预脱硅 1,2 1 2 2 杨 波 ， 王京刚 ， 张亦飞 ， 张 懿 (1. 北京化工大学化学工程学院，北京 100029 ；2. 中国科学院过程工程研究所，北京 100080) 摘 要：探讨了常压下高浓度 NaOH 浸取铝土矿的预脱硅过程中初始 NaOH 浓度、反应温度、浸出时间和碱矿比等 因素对氧化铝、氧化硅浸出率及剩余固相中铝硅比的影响，并得出动力学方程. 结果表明，在 50% NaOH 溶液、碱矿 比2.5 及 135 ℃浸出时，反应时间 5~20 min 内，可使铝土矿铝硅比由7.6 提高到 12 以上，从而满足拜尔法生产氧化 铝对铝土矿的品位要求. 用此方法处理铝土矿预脱硅，可以免去物理选矿环节，与其他化学选矿方法相比，具有节能 降耗的优点，同时提高铝土矿品位，为中低品位铝土矿的开发利用开辟了一条新途径. 关键词：预脱硅；铝土矿；亚熔盐；浸出 中图分类号：TF111.31 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2007)05−0922−06 1 前 言 于 20% 的稀碱溶液处理，常见的方法有焙烧−氢氧化钠 溶出脱硅和氢氧化钠直接溶出−分选脱硅法[5−8]. 这些方 氧化铝的工业生产方法主要有拜尔法、联合法和烧 法由于焙烧工序的存在和使用较高液固比处理矿物，能 结法. 不同的生产方法要求的铝土矿品位不同，而铝土 耗和碱耗较大，使之对工业应用提出了经济上的难题. 矿中的含硅矿物是氧化铝生产最主要的杂质，铝土矿的 在亚熔盐氧化铝清洁生产工艺[9,10] 中存在 NaOH 浓度较 铝硅比(A/S)在氧化铝生产中是一项很重要的指标，它关 [11−13] 高的工艺物流，可用于铝土矿的预脱硅后循环利用 . 系到设备的生产能力、氧化铝回收率和原材料消耗量等. 本工作在常压下采用高浓强碱直接浸取铝土矿的脱硅 拜尔法要求铝土矿的 A/S8~10，联合法要求 5~7，烧结 方法，可以免去物理选矿环节，与其他化学选矿方法相 法则可处理 A/S 3.5~5.0 的铝土矿. 我国铝土矿 98% 以 比，具有节能降耗的优点，同时提高铝土矿品位. 其原 上是含硅量高的一水硬铝石型铝土矿，目前国内使用这 理是根据一水硬铝石和高岭石在不同反应条件下的溶 种铝土矿进行氧化铝工业生产，一般采用烧结法或混联 解特性实现脱硅. 通过实验，初步研究了碱液初始浓度、 法生产工艺，比拜尔法工艺流程长、能耗大、成本高， 反应温度、反应时间和碱矿比等因素对铝土矿脱硅的影 而且产出赤泥量多，对环境造成的影响比较严重[1]. 因 响及反应动力学特性. 此，预先脱除矿石中部分 SiO2 ，提高铝土矿的铝硅比， 不仅可以改善溶出与脱硅条件，而且有助于节省生产成 2 实 验 [2]