專利名稱：一種氧化鋁的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氧化鋁的制備工藝，特別屬于以LF爐精煉渣為原料的氧化鋁 制備工藝。
技術(shù)背景常用的氧化鋁的制備工藝為將鋁土礦與石灰混合，經(jīng)過高溫煅燒，生成鋁 酸鈣后提取氧化鋁工藝，該工藝以鋁土礦、石灰為原料，容易造成環(huán)境污染， 不利于環(huán)保，同時(shí)制備工藝的能耗也高。冶金企業(yè)固體廢棄物的利用價(jià)值一般均較低，大部分在渣場貯放，通常做 路基填埋材料，屬低附加值的利用，隨著資源的緊缺及環(huán)保政策的加強(qiáng)，對冶 金固體廢棄物的研究也日益廣泛，冶金企業(yè)所產(chǎn)生的廢渣是其它工業(yè)的良好原 料，具有的極高的利用價(jià)值。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)保的、能耗低的氧化鋁的制備工藝。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為 一種氧化鋁的制備工藝，包括以下工序a) 粉碎工序?qū)F爐精煉渣粉碎成粒度小于3mm的顆粒；b) 磁選粉碎工序?qū)⒎鬯楹玫念w粒進(jìn)行磁選，以富集LF爐精煉渣中鐵類 雜質(zhì)，將磁選過的顆粒粉碎至粒度小于0. 125mm的微粉。c) 溶解工序在反應(yīng)釜中加入微粉，按微粉的重量加入濃度為5—20%的碳 酸鈉溶液，微粉與碳酸鈉溶液的重量比1: 6-11，在70-95°C反應(yīng)不小于1. 5小時(shí)，使用板框壓濾機(jī)過濾，獲得可溶性的偏鋁酸鈉溶液與不溶性的碳酸轉(zhuǎn)沉淀;d) 沉淀工序在偏鋁酸鈉溶液中通入富含二氧化碳的氣體，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸鈉溶液，過濾、用水洗滌數(shù)次，合并濾液； e)干燥工序?qū)⒊恋砉ば蛩苽涞臑V餅烘干，即可。所述的磁選工序分為兩個(gè)步驟1、弱磁選步驟磁筒表面磁場強(qiáng)度 800-1500高斯，以除去強(qiáng)磁性的鐵類雜質(zhì)；2、強(qiáng)磁磁步驟磁筒表面磁場強(qiáng)度4000-5000高斯，以選除去弱磁性的鐵類雜質(zhì)。所述的沉淀工序中，富含二氧化碳的氣體為石灰窯爐氣、煙道氣、工業(yè)爐 氣一種或數(shù)種的混合氣體。所述的沉淀工序在氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行，氣體吸收塔的工藝參數(shù)為常壓操作， 反應(yīng)時(shí)間不小于20分鐘，時(shí)間延長，對過濾有利。按本工藝的設(shè)計(jì)，每處理1 立方偏鋁酸鈉溶液，需二氧化碳體積含量10-30%的氣體2000-3000立方。在沉淀工序中，所述的洗滌為少量多次洗滌，熱水清洗效果較好，也可使用 蒸汽凝結(jié)水。所述的干燥工序中，用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度為500-700°C。國內(nèi)LF爐精煉工藝一般采用活性石灰與金屬鋁粉做精煉渣的組成成份，所形成的精煉爐渣中主要成份為氧化鈣與氧化鋁，其主要化學(xué)重量成分如下Si02 為2%-7%、 Ca0為43%-57%、 Mg0為1%-3%、 TFe為1%-5%、八1203為27%-40%， S 為0.03%-1.5%，其余為雜質(zhì)。該爐渣可溶解于碳酸鈉溶液，形成可溶性的偏鋁 酸鈉與不溶性的碳酸鈣，偏鋁酸鈉為弱堿性，其溶液可與二氧化碳反應(yīng)，生成 氫氧化鋁沉淀與碳酸鈉溶液，碳酸鈉在本工藝循環(huán)使用，LF爐精煉渣中鐵類雜 質(zhì)被富集，可返回?zé)Y(jié)系統(tǒng)使用，鈣、硅及其它元素形成碳酸鈣及硅酸韓，是 水泥行業(yè)極好的生料來源。因此，本工藝屬于典型的綠色化工生產(chǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高LF爐精煉渣的利用價(jià)值，節(jié)約了鋁土礦及石 灰石資源，對二氧化碳有減排作用，具有節(jié)能與環(huán)保的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。實(shí)施例1:a) 粉碎工序先將LF爐精煉渣粉碎用顎式細(xì)碎機(jī)粉碎成粒度不大于3mm 顆粒。b) 磁選粉碎工序?qū)⒎鬯楹玫念w粒進(jìn)行磁選，先將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為800 高斯，以選別強(qiáng)磁性鐵類雜質(zhì)；再將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為4000-5000高斯，以選 別弱磁性氧化鐵類類雜質(zhì)，再用球磨機(jī)粉碎成粒度不大于0. 125mm的微粉。c) 溶解工序?qū)⑶蚰ズ蟮奈⒎奂尤胫亓繚舛葹?2%的碳酸鈉溶液，顆粒與 碳酸鈉溶液的重量比l: 6，在7(TC反應(yīng)1.5小時(shí)，過濾，獲得可溶性的偏鋁酸 鈉與不溶性的碳酸鈣；d) 沉淀工序沉淀工序在氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行，在偏鋁酸鈉溶液中通入煙道 氣，氣體吸收塔的工藝參數(shù)為常壓操作，反應(yīng)時(shí)間20分鐘，生成氫氧化鋁沉淀 與碳酸鈉溶液，過濾、用水洗滌數(shù)次，合并濾液；e) 干燥工序?qū)⒊恋砉ば蛩苽涞臑V餅用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度 650°C，直至物料干燥后的水分2%，得到成品的三氧化二鋁。實(shí)施例2:a) 粉碎工序先將LF爐精煉渣粉碎用顎式細(xì)碎機(jī)粉碎成粒度不大于3mm 顆粒，。b) 磁選粉碎工序?qū)⒎鬯楹玫念w粒進(jìn)行磁選，先將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為1000 高斯，以選別強(qiáng)磁性鐵類雜質(zhì)；再將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為4000-5000高斯，以選 別弱磁性氧化鐵類雜質(zhì)，再用球磨機(jī)粉碎成粒度不大于0. 125mm的微粉，再將 微粉用磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為4000-5000高斯磁選機(jī)處理一遍，以除去其中的弱磁 性鐵類雜質(zhì)。c) 溶解工序?qū)⑶蚰ズ蟮奈⒎奂尤胫亓繚舛葹?0%的碳酸鈉溶液，顆粒與 碳酸鈉溶液的重量比l: 8，在90。C反應(yīng)1.5小時(shí)，過濾，獲得可溶性的偏鋁酸 鈉與不溶性的碳酸鈣；d) 沉淀工序沉淀工序在氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行，在偏鋁酸鈉溶液中通入石灰 窯爐氣，氣體吸收塔的工藝參數(shù)為常壓操作，反應(yīng)時(shí)間20分鐘，生成氫氧化鋁 沉淀與碳酸鈉溶液，過濾、用水洗滌數(shù)次，合并濾液；e) 干燥工序?qū)⒊恋砉ば蛩苽涞臑V餅用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度 550°C，直至物料干燥后的水分2%，得到成品的三氧化二鋁。實(shí)施例3:a) 粉碎工序先將LF爐精煉渣粉碎用顎式細(xì)碎機(jī)粉碎成粒度不大于3mm 顆粒。b) 磁選粉碎工序?qū)⒎鬯楹玫念w粒進(jìn)行磁選，先將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為1500 高斯，以選別強(qiáng)磁性鐵類雜質(zhì)；再將磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為4000-5000高斯，以選 別弱磁性氧化鐵類雜質(zhì)，再用球磨機(jī)粉碎成粒度不大于0. 125mm的微粉，將微 粉用磁筒表面強(qiáng)度設(shè)為4000-5000高斯磁選機(jī)處理一遍，以除去其中的弱磁性 鐵類雜質(zhì)。c) 溶解工序?qū)⑶蚰ズ蟮奈⒎奂尤胫亓繚舛葹?0%的碳酸鈉溶液，顆粒與 碳酸鈉溶液的重量比l: 11，在80。C反應(yīng)1.5小時(shí)，過濾，獲得可溶性的偏鋁 酸鈉與不溶性的碳酸鈣；d) 沉淀工序沉淀工序在氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行，在偏鋁酸鈉溶液中通入工業(yè) 爐氣，氣體吸收塔的工藝參數(shù)為常壓操作，反應(yīng)時(shí)間20分鐘，生成氫氧化鋁沉 淀與碳酸鈉溶液，過濾、用水洗滌數(shù)次，合并濾液；e) 干燥工序?qū)⒊恋砉ば蛩苽涞臑V餅用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度 500°C，直至物料干燥后的水分2%，得到成品的三氧化二鋁。實(shí)施例1一3所制備的氧化鋁，純度不低于98%。在實(shí)施中，以實(shí)施例中2， 3對球磨后的微粉再次通過磁選去雜質(zhì)，實(shí)施效 果更好。
權(quán)利要求
1. 一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于包括以下工序a)粉碎工序?qū)F爐精煉渣粉碎成粒度小于3mm的顆粒；b)磁選粉碎工序?qū)⒎鬯楹玫念w粒進(jìn)行磁選，以富集LF爐精煉渣中鐵類雜質(zhì)，將磁選過的顆粒粉碎至粒度小于0.125mm的微粉；c)溶解工序在反應(yīng)釜中加入微粉，按微粉的重量加入濃度為5-20％的碳酸鈉溶液，微粉與碳酸鈉溶液的重量比1∶6-11，在70-95℃反應(yīng)不小于1.5小時(shí)，使用板框壓濾機(jī)過濾，獲得可溶性的偏鋁酸鈉溶液與不溶性的碳酸鈣沉淀；d)沉淀工序在偏鋁酸鈉溶液中通入富含二氧化碳的氣體，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸鈉溶液，過濾、用水洗滌數(shù)次，合并濾液；e)干燥工序?qū)⒊恋砉ば蛩苽涞臑V餅烘干，即可。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的b) 磁選粉碎工序分為兩個(gè)步驟bl)弱磁選步驟磁筒表面磁場強(qiáng)度800-1500高斯；b2)強(qiáng)磁選步驟磁筒表面磁場強(qiáng)度4000-5000高斯； 將強(qiáng)磁選過的顆粒粉碎至粒度小于0. 125mm的微粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的d) 沉淀工序在氣體吸收塔內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間不小于20分鐘，每處理l立方偏鋁酸 鈉溶液，需二氧化碳體積含量10-60%的氣2000-3000立方。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的d) 沉淀工序中，富含二氧化碳的氣體為石灰窯爐氣、煙道氣、工業(yè)爐氣一種或數(shù) 種的混合氣體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的d) 沉淀工序中，所述的洗滌熱水少量多次洗滌。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的e) 干燥工序中，用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，熱風(fēng)溫度為500-700QC。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁的制備工藝，其特征在于所述的精煉爐渣的化學(xué)重量成分如下Si02為2%-7%、 Ca0為43%_57%、 Mg0為1%-3%、 TFe 為1%-5%、 Al力3為27%-40%, S為O. 03%-1.5%,其余為雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化鋁的制備工藝，包括以下工序a)粉碎工序；b)磁選粉碎工序c)溶解工序；d)沉淀工序e)干燥工序。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高LF爐精煉渣的利用價(jià)值，節(jié)約了鋁土礦及石灰石資源，對二氧化碳有減排作用，具有節(jié)能與環(huán)保的特點(diǎn)。
文檔編號C01F7/02GK101259969SQ20081002019
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者丁陳來, 周晨輝, 恩 張, 張耀輝, 雷 汪, 邱艷生 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司