本發(fā)明涉及制備氧化鋁生料漿的方法，特別是涉及一種利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法。
背景技術：
：氧化鋁是生產鋁錠的主要原材料。世界上95％以上的氧化鋁是通過鋁土礦生產的。我國是世界最大的氧化鋁生產國，目前每年氧化鋁產量超過3000萬噸。但同時我國鋁土礦資源相對匱乏，鋁土礦儲量僅占世界總儲量的7％左右，且多為難處理的一水硬鋁石礦，由于鋁土礦資源不足，目前60％左右的鋁土礦依賴于向國外進口。而我國內蒙古中西部和山西北部等地區(qū)的煤炭發(fā)電后產生的高鋁粉煤灰儲量豐富，僅內蒙準格爾煤田潛在的高鋁粉煤灰資源蘊藏量就達150億噸，相當于我國目前鋁土礦保有儲量的8倍以上，并且部分高鋁粉煤灰中氧化鋁含量可達到40％-50％。近幾年來，我國各大院校和科研單位積極開展了高鋁粉煤灰提取氧化鋁新工藝研究，主要工藝方法為：預脫硅-堿石灰燒結法、一步酸溶法、硫酸銨燒結-拜耳法、石灰石燒結-低溫拜耳法等，其中，酸法因存在對設備材質腐蝕嚴重、產品雜質含量較高難以生產冶金級氧化鋁等問題，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產，硫酸銨燒結法存在渣相流量大、氨氣回收利用難等缺點也沒有產業(yè)化實例，石灰石燒結法與堿石灰石燒結法類似，但其渣量更大、能耗更高，并且回收率較堿石灰石燒結法稍低，而預脫硅-堿石灰燒結法是目前唯一實現(xiàn)工業(yè)化生產并取得成功的工藝方法，專利CN201310006057.8公開了此工藝的技術特點。但預脫硅-堿石灰燒結法制備氧化鋁過程中，生料漿制備可使用生石灰或石灰石配料，在選用生石灰配料時，上料過程中將部分生石灰摻混在石灰石中，通過磨機給料秤直接加入磨機磨制生料漿，由于生石灰與脫硅粉煤灰漿發(fā)生劇烈的水化與放熱反應，發(fā)生水化反應后，分子水變?yōu)榻Y晶水，物料結晶團聚流動性變差，發(fā)生沉淀，造成管道頻繁堵塞，調配槽攪拌負荷增大造成頻繁沉槽，因此，每小時生石灰加入量只能控制在5噸以下，約占石灰石比例的10％。燒結法氧化鋁生產工藝中配套石灰爐產生二氧化碳氣體，副產品為生石灰，以石灰窯每日生石灰產量約200t/d，全年產量約70000t/年。而現(xiàn)有工藝無法解決生石灰大量加入與脫硅粉煤灰反應導致管道頻繁堵塞、調配槽沉槽頻繁問題，進而造成自產生石灰無法大量消耗而浪費，同時需大量外購石灰石原料，增加生產成本。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種能夠大量添加生石灰，降低生產成本的利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法。本發(fā)明的目的由如下技術方案實施：利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法，其包括如下步驟：(1)制備硅渣料漿；(2)制備脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿；其中，(1)制備硅渣料漿：生石灰與碳母硅渣漿液在管磨機中研磨混合反應制得硅渣料漿；(2)制備脫硅灰漿液：用制得的所述硅渣料漿去沖洗脫硅粉煤灰濾餅，混合后制得脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿：將制得的所述脫硅灰漿液和石灰石加入管磨機中磨制，得到氧化鋁生料漿。優(yōu)選的，所述步驟(1)中，反應時間為0.5-1小時，反應溫度控制在65-72℃，且每立方米所述碳母硅渣料漿可反應消耗所述生石灰不得超過200kg。優(yōu)選的，所述步驟(2)中，按每立方米所述碳母硅渣料漿計，所述脫硅粉煤灰濾餅的添加量為1.0—1.3噸。優(yōu)選的，所述步驟(3)中，按每立方米所述碳母硅渣料漿計，所述石灰石的添加量為450-550kg。生石灰中氧化鈣與碳母硅渣漿液中的碳酸根反應生成化學性質穩(wěn)定的碳酸鈣。混合反應后新生成的硅渣料漿再與脫硅粉煤灰濾餅混合，用于制備氧化鋁生料漿。由于生石灰中的氧化鈣已經提前反應生成碳酸鈣，因此不再與(或減少了)脫硅粉煤灰中的部分成分發(fā)生反應，大量的副反應和水化反應減少，料漿成分相對穩(wěn)定，解決了生石灰大量加入與脫硅粉煤灰反應導致管道頻繁堵塞、調配槽沉槽頻繁問題。生石灰得以大量添加，添加量以生成飽和碳酸鈣為標準，減少石灰石用量，大大降低原料成本。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、生石灰中氧化鈣與碳酸根提前反應生成碳酸鈣，不與脫硅粉煤灰反應，降低反應活性，保證了料漿的流動性，解決了生石灰大量加入與脫硅粉煤灰反應導致管道頻繁堵塞、調配槽沉槽頻繁問題；2、原添加方式每小時生石灰添加量不超5t,使用本發(fā)明方法后，每小時生石灰添加量達到20t，占石灰石比例的3/10以上；3、反應生成碳酸鈣分散均勻，指標穩(wěn)定；4、利用本發(fā)明方法制備氧化鋁生料漿，可降低原料成本約47.45元/噸-氧化鋁，按照年產15萬噸氧化鋁計算，每年可節(jié)省原料成本約711萬元。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但以下實施例并不構成對本發(fā)明的限制。表1實施例1-3所用的碳母硅渣化學成分分析表(下表中水份為總質量的百分含量，其它組份為扣除水份后干物料的質量百分含量。)SiO2Fe2O3AL2O3Na2OcCaOH2O比重2.98％0.11％9.77％38.02％7.22％58％1.47g/cm3表2實施例1-3所用的生石灰化學成分分析表(質量百分含量％)SiO2Fe2O3AL2O3CaO4.6％0.4％1.2％79.57％表3實施例1-3所用的脫硅粉煤灰濾餅化學成分分析表(質量百分含量％)SiO2Fe2O3AL2O3Na2OcCaOH2O26.68％2.20％52.78％5.76％0％50％表4實施例1-3所用的石灰石化學成分分析表(質量百分含量％)SiO2Fe2O3MgONa2OcCaOH2O2.41％0.0％2.0％0.0％49.19％2.0％實施例1：利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法，其包括如下步驟：(1)制備硅渣料漿；(2)制備脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿；其中，(1)制備硅渣料漿：15t生石灰與100m3碳母硅渣漿液在管磨機中研磨混合反應制得硅渣料漿，反應時間為45分鐘，反應溫度控制在70℃；(2)制備脫硅灰漿液：用制得的所述硅渣料漿去沖洗125噸脫硅粉煤灰濾餅，混合后制得脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿：將制得的所述脫硅灰漿液和50t石灰石加入管磨機中磨制，得到氧化鋁生料漿。表5實施例1制得的氧化鋁生料漿成分如下：生料漿SiO2Fe2O3AL2O3Na2OcK2OCaOH2O質量t20.391.5039.2027.070.0041.20148.76表5.1實施例1制得的氧化鋁生料漿成分折合為氧化鋁生料漿指標如下：[N/R][C/S]A/S[F/A]H2O％1.1092.1461.9230.0240.441氧化鋁生料漿的核心指標為：堿比[N/R]、鈣比[C/S],最終以氧化鋁熟料指標評定生料指標。理論上熟料堿比[N/R]＝1、鈣比[C/S]＝2，根據(jù)工業(yè)化生產需要實際控制范圍：堿比[N/R]＝0.93-0.99、鈣比[C/S]＝1.93-2.0。熟料燒結過程中由于煤中灰分的影響，會造成熟料的堿比[N/R]、鈣比[C/S]小于生料的[N/R]、鈣比[C/S]，因此配置出的氧化鋁生料漿[N/R]＝1.109、鈣比[C/S]＝2.146是一個較為理想的指標。鈣比[C/S]指標可以通過調整石灰石的質量進行調整，堿比[N/R]指標可以通過調整碳母硅渣的量進行調整，此類指標在工業(yè)生產中隨時調整。實施例2：利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法，其包括如下步驟：(1)制備硅渣料漿；(2)制備脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿；其中，(1)制備硅渣料漿：20t生石灰與100m3碳母硅渣漿液在管磨機中研磨混合反應制得硅渣料漿，反應時間為1小時，反應溫度控制在72℃；(2)制備脫硅灰漿液：用制得的所述硅渣料漿去沖洗130噸脫硅粉煤灰濾餅，混合后制得脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿：將制得的所述脫硅灰漿液和45t石灰石加入管磨機中磨制，得到氧化鋁生料漿。表6實施例2制得的氧化鋁生料漿成分如下：生料漿SiO2Fe2O3AL2O3Na2OcK2OCaOH2O質量t21.161.5840.5827.220.0042.69151.16表6.1實施例2制得的氧化鋁生料漿成分折合為氧化鋁生料漿指標如下：[N/R][C/S]A/S[F/A]H2O％1.0772.1431.9170.0250.442氧化鋁生料漿的核心指標為：堿比[N/R]、鈣比[C/S],最終以氧化鋁熟料指標評定生料指標。理論上熟料堿比[N/R]＝1、鈣比[C/S]＝2，根據(jù)工業(yè)化生產需要實際控制范圍：堿比[N/R]＝0.93-0.99、鈣比[C/S]＝1.93-2.0。熟料燒結過程中由于煤中灰分的影響，會造成熟料的堿比[N/R]、鈣比[C/S]小于生料的[N/R]、鈣比[C/S]，因此配置出的氧化鋁生料漿[N/R]＝1.077、鈣比[C/S]＝2.143是一個較為理想的指標。鈣比[C/S]指標可以通過調整石灰石的質量進行調整，堿比[N/R]指標可以通過調整碳母硅渣的量進行調整，此類指標在工業(yè)生產中隨時調整。實施例3：利用脫硅粉煤灰制備氧化鋁生料漿的方法，其包括如下步驟：(1)制備硅渣料漿；(2)制備脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿；其中，(1)制備硅渣料漿：13t生石灰與100m3碳母硅渣漿液在管磨機中研磨混合反應制得硅渣料漿，反應時間為0.5小時，反應溫度控制在65℃；(2)制備脫硅灰漿液：用制得的所述硅渣料漿去沖洗100噸脫硅粉煤灰濾餅，混合后制得脫硅灰漿液；(3)制得氧化鋁生料漿：將制得的所述脫硅灰漿液和55t石灰石加入管磨機中磨制，得到氧化鋁生料漿。表7實施例3制得的氧化鋁生料漿成分如下：生料漿SiO2Fe2O3AL2O3Na2OcK2OCaOH2O質量t21.081.5540.4927.220.0042.08151.36表7.1實施例3制得的氧化鋁生料漿成分折合為氧化鋁生料漿指標如下：[N/R][C/S]A/S[F/A]H2O％1.0792.1211.9210.0240.439氧化鋁生料漿的核心指標為：堿比[N/R]、鈣比[C/S],最終以氧化鋁熟料指標評定生料指標。理論上熟料堿比[N/R]＝1、鈣比[C/S]＝2，根據(jù)工業(yè)化生產需要實際控制范圍：堿比[N/R]＝0.93-0.99、鈣比[C/S]＝1.93-2.0。熟料燒結過程中由于煤中灰分的影響，會造成熟料的堿比[N/R]、鈣比[C/S]小于生料的[N/R]、鈣比[C/S]，因此配置出的氧化鋁生料漿[N/R]＝1.079、鈣比[C/S]＝2.121是一個較為理想的指標。鈣比[C/S]指標可以通過調整石灰石的質量進行調整，堿比[N/R]指標可以通過調整碳母硅渣的量進行調整，此類指標在工業(yè)生產中隨時調整。當前第1頁1 2 3