充分利用石灰处理低品位铝土矿的探讨

　　[摘 要]本文介绍了石灰在拜耳法生产氧化铝中的作用。并提出与常规拜耳法不一样的添加理念。针对低品位的铝土矿，采用石灰拜耳法处理能很好的控制能耗和碱耗，与常规拜耳法相比有很大的成本优势，非常值得探讨和研究。

　　[关键词]铝硅比A/S 常规拜耳法 石灰拜耳法

　　中图分类号：TP372 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0029-01

　　1、前言

　　我国有丰富的铝土矿资源，可用于氧化铝生产的铝土矿资源绝大部分为一水硬铝石型铝土矿，其主要特点是高硅、高铁，溶出性能差，溶出条件苛刻。根据我国铝矿资源特点，研究开发能耗低、工艺简单、有较好技术经济指标的氧化铝生产新工艺—石灰拜耳法，对于实现我国铝工业的可持续发展及提高我国氧化铝工业在国际市场上的竞争力具有重大的现实意义和深远的战略意义。本文研究采用石灰拜耳法处理我国一水硬铝石型铝土矿的基本原理及其优势和前景。

　　2 石灰拜耳法的反应原理

　　2.1 常规拜耳法的反应原理

　　2.2 石灰拜耳法的反应原理

　　3 石灰拜耳法的工艺条件

　　3.1 溶出条件确定

　　3.2 石灰量的确定

　　对我国一水硬铝石铝土矿的试验结果表明，石灰添加量对赤泥N/S和A/S的影响较大。以某矿区铝土矿为例（溶出条件矿石A/S为6.0，溶出温度260℃，溶出时间90 min，Nk=215g/l），不同石灰添加量对溶出赤泥N/S和A/S影响的试验结果表明，随着石灰添加量的增加，溶出赤泥的N/S显著下降。在常规石灰添加量增加到一定程度的范围内，溶出赤泥的N/S随着石灰添加量的增加成近似直线的关系下降，当石灰添加量超过一定限度后，赤泥的A/S呈上升趋势，溶出效果变差。因此，石灰拜耳法能否经济地处理中低品位的一水硬铝石型铝土矿，与石灰添加量的多少有一定的关系。对于不同地区的铝土矿，所对应的石灰添加量范围会有所不同。

　　3.3 预脱硅与否对溶出结果的影响

　　在相同的溶出条件下对矿浆经过预脱硅和不经过预脱硅的溶出结果进行了对比分析。结果表明，经预脱硅后的溶出结果明显优于未经预脱硅的溶出结果。这主要因为采用的铝土矿中含有较多的高岭石矿物，高岭石有较好的预脱硅效果。在较大的石灰添加量下，高岭石溶解后进入溶液中的Si02易和石灰反应生成水化石榴石，从而使溶液中的Si02维持在相对较低浓度水平上。这在一定程度上更有利于固相中高岭石的进一步溶解，从而更利于预脱硅过程的进行，提高预脱硅率。因此，在同样的溶出条件下，矿浆预脱硅更有利于石灰拜耳法溶出指标的进一步优化。一

　　3.4 石灰拜耳法赤泥的沉降性能

　　赤泥的沉降分离是拜耳法氧化铝生产过程中的主要工序之一。采用石灰拜耳法工艺，由于石灰量的增加赤泥量随之增加。在相同溶出条件下对比石灰拜耳法和常规拜耳法赤泥沉降性能的试验结果表明，石灰拜耳法赤泥的压缩性能优于常规拜耳法，但石灰拜耳法赤泥的沉降速度比常规拜耳法差。絮凝剂、温度、稀释浓度、固含对赤泥的沉降性能影响较大，通过选择高分子絮凝剂、提高沉降温度、降低稀释浓度等措施，可改善石灰拜耳法赤泥的沉降性能。

　　4 石灰拜耳法的优点

　　石灰拜耳法较之常规拜耳法的优越性有：

　　（1）通过在溶出过程中添加适当过量的石灰，可大幅度降低溶出赤泥的N/S，使中、低品位一水硬铝石铝土矿适宜于拜耳法处理；

　　（2）减缓溶出过程中结疤的生成速度和程度。常规拜耳法工艺中，矿浆预热过程中所生成的脱硅产物主要为钠硅渣，只有少量水化石榴石。而石灰拜耳法中，由于石灰添加量大，脱硅产物大部分为水化石榴石，只有少部分为钠硅渣。分析两者的形成机理，水化石榴石结疤较水合铝硅酸钠结疤难于生成。因此，石灰拜耳法新工艺在某种程度上减缓了溶出过程中结疤的生成速度和程度，降低了热能的消耗。

　　（3）提高整体溶出速度。由于减缓了结疤生成的速率，提高了溶出过程的传热效率，整体溶出速度得到提高。同时溶出设备的运转周期延长，经济效益提高。

　　（4）提高了AL203的溶出率。由于石灰添加量加大，促进针铁矿转变成赤铁矿，使其中以类质同晶形态存在的AL203充分溶入溶液，提高了AL203的溶出率。

　　5 结论

　　大量试验结果表明石灰拜耳法于常规拜耳法相比，在技术上是可行的，具有很好的经济性。它已成为我国中低品位铝土矿资源应用开发了一条新路，其工艺简单、节碱、节能效果显著，可取代以前的混联法和现行的常规拜耳法。石灰拜耳法是用于处理我国中低品位一水硬铝石型铝土矿的经济有效的方法之一。

　　参考文献

　　[1] 李旺兴.氧化铝生产理论与工艺.中南大学出版社.

　　[2] 毕诗文等.拜耳法生产氧化铝.冶金工业出版社.