《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》是中國鋁業股份有限公司於2002年11月12日申請的專利，該專利的申請號為021489319，公布號為CN1405091，授權公布日為2003年3月26日，發明人是顧松青、尹中林、樊大林、夏忠、閻曉軍、李余才。
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》涉及一種鋁土礦礦漿及母液的預熱方法。其特徵在於其過程是製備高固含鋁土礦漿，將高固含礦漿預熱至溫度為160℃－220℃，將母液預熱溫度至250℃－295℃後，將高固含礦漿與預熱後的母液在壓煮器中匯合，在220℃－255℃，進行脫矽脫鈦反應，260℃－280℃下保溫溶出。該發明的方法以鋁土礦中矽鈦礦物的反應行為為依據，選擇合適的礦漿加熱溫度，與加熱的母液混合後溶出，減少了結疤的產生，使設備狀況改善。礦漿預熱系統清洗周期可從15天左右提高到30天－60天。
2016年12月7日，《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法
- 公布號：CN1405091
- 授權日：2003年3月26日
- 申請號：021489319
- 申請日：2002年11月12日
- 申請人：中國鋁業股份有限公司
- 地址：北京市海淀區復興路乙12號中國鋁業股份有限公司
- 發明人：顧松青、尹中林、樊大林、夏忠、閻曉軍、李余才
- Int.Cl.：C01F7/04
- 代理機構：中國有色金屬工業專利中心
- 代理人：李迎春、王連發
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
拜爾法氧化鋁生產過程主要包括鋁土礦漿製備、鋁土礦漿的預熱及溶出、溶出赤泥（溶出後的固相殘渣）的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解以及分解後鋁酸鈉溶液的蒸發等。
這個2002年11月之前可用於氧化鋁生產的鋁土礦都為一水硬鋁石型鋁土礦，在拜爾法生產工藝中的溶出過程需要高溫高鹼濃度的條件，造成能耗高，成本大。為進一步降低氧化鋁生產能耗，進而降低生產成本，實現鋁土礦礦漿的間接加熱強化拜爾法溶出過程，已成為一水硬鋁石型鋁土礦拜爾法氧化鋁生產技術發展的主要方向和關鍵。
在2002年11月之前的一水硬鋁石型鋁土礦的拜爾法生產工藝中都採用單流法溶出技術。在單流法溶出技術中，將配製好的礦漿進行加熱，加熱到溶出溫度後保溫溶出。為了保證有較好的溶出效果，必須在較高的溫度下如260℃的溫度下進行溶出。
在如此高的預熱溫度下，鋁土礦中的含矽礦物及含鈦礦物大量反應，不可避免地要在間接加熱面以新的礦物形式析出，形成結疤，使加熱面傳熱係數大幅度下降，導致礦漿預熱系統結疤清洗周期短，進而會造成設備投資增高，操作控制難度大，維修工作量大。因此，較徹底地解決間接加熱面的結疤問題，是延長礦漿預熱系統運行周期，穩定操作，順利實現間接加熱強化溶出的關鍵。
發明內容
專利目的
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》的目的就是針對上述在氧化鋁生產溶出過程中存在的問題，提供一種能有效解決礦漿間接加熱過程中結疤嚴重的問題，強化礦漿預熱段的傳熱過程，穩定操作，延長礦漿預熱系統的運行周期的一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法。
技術方案
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》包括製備鋁土礦礦漿、礦漿的預熱、溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特徵在於其過程是：
（1）首先製備高固含鋁土礦漿，將高固含礦漿與母液分別進行間接加熱，其中高固含礦漿固含500克/升-2500克/升，預熱溫度為160℃-220℃，母液的成份為Na2Ok180克/升-250克/升，αk2.0-3.5，預熱溫度為250℃-295℃；
（2）將預熱後的高固含礦漿與預熱後的母液在壓煮器中匯合，高固含礦漿及母液流在壓煮器內匯流後的溫度為220℃-255℃，停留時間為20-60分鐘，使匯流後的礦漿發生充分的脫矽脫鈦反應；
（3）然後再將充分脫矽脫鈦後的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度為260℃-280℃；
（4）進入常規的溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程。
一水硬鋁石型鋁土礦高固含礦漿預熱溫度的選定以鋁土礦中矽鈦礦物的反應行為為依據，以不明顯產生結疤為限度，預熱溫度可選擇為160℃-220℃；因用於處理一水硬鋁石型鋁土礦的拜爾法循環母液苛性鹼濃度高，導致母液中SiO2的平衡濃度也高，因而母液流在預熱過程中基本上不具有產生結疤的可能性，母液流的預熱溫度可選擇為250℃-295℃。
預熱高固含礦漿的熱源為溶出料漿自蒸發產生的乏汽，母液流的間接加熱先採用溶出料漿自蒸發產生的乏汽進行加熱，然後再用新蒸汽或熔鹽進行間接加熱。
分別預熱後的高固含礦漿及純母液可採用以下三種合流方式中的任何一種。第一種合流溶出方式：
高固含礦漿的預熱溫度選擇為160℃-220℃，母液流的預熱溫度選擇為250℃-270℃，高固含礦漿及母液流在壓煮器內匯流後的溫度在220℃-255℃範圍內，停留時間保證在20-60分鐘左右，使匯流後的礦漿發生充分的脫矽脫鈦反應。
然後再將充分脫矽脫鈦後的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度可以選擇為255℃-285℃。高固含礦漿固含可從500克/升-2500克/升範圍內變化。 第二種合流溶出方式：
在第一種合流溶出方式中，分別預熱後的高固含礦漿在壓煮器內匯流，同時通入新蒸汽進行直接加熱，加熱到溶出溫度後進行保溫溶出。第三種合流溶出方式：
高固含礦漿流的預熱溫度選擇為160℃-220℃，母液流的預熱溫度可選擇為275-295℃左右，保證合流後的溫度在255℃-265℃，直接進行合流溶出。
改善效果
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》的方法中，高固含礦漿的預熱溫度的選擇以鋁土礦中矽鈦礦物的反應行為為依據，以不產生明顯的結疤為限度，選擇合適的高固含礦漿加熱溫度，與加熱後的母液混合後溶出，大大減少了結疤的產生，使設備狀況大大改善。礦漿預熱系統結疤的清洗周期可從單流法預熱的1-20天提高到30天-60天，大大延長了礦漿預熱段的運行周期，提高了傳熱效率。
技術領域
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》涉及一種以一水硬鋁石型鋁土礦為原料採用拜爾法氧化鋁生產方法，特別是鋁土礦礦漿及母液的預熱方法。
權利要求
1.《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》包括製備鋁土礦礦漿、礦漿的預熱、溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特徵在於其過程是：
（1）首先製備高固含鋁土礦漿，將高固含礦漿與母液分別進行間接加熱，其中高固含礦漿固含500克/升-2500克/升，預熱溫度為160℃-220℃，母液的成份為Na2Ok180克/升-250克/升，αk2.6-3.5，預熱溫度為250℃-295℃；
（2）將預熱後的高固含礦漿與預熱後的母液在壓煮器中匯合，高固含礦漿及母液流在壓煮器內匯流後的溫度為220℃-255℃，停留時間為20-60分鐘，使匯流後的礦漿發生充分的脫矽脫鈦反應；
（3）然後再將充分脫矽脫鈦後的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度為255℃-285℃；
（4）進入常規的溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程。
2.根據權利要求1所述的一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法，其特徵在於分別預熱後的高固含礦漿在壓煮器內匯流，同時通入新蒸汽進行直接加熱，加熱到溶出溫度後進行保溫溶出。
3.根據權利要求1所述的一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法，其特徵在於高固含礦漿流的預熱溫度為160℃-220℃，母液流的預熱溫度可為275℃～295℃，合流後的溫度在255℃-265℃，直接進行溶出。
實施方式
《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》包括製備鋁土礦礦漿、礦漿的預熱、溶出、溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程，其特徵在於其過程是：
（1）首先製備高固含鋁土礦漿，將高固含礦漿與母液分別進行間接加熱，其中高固含礦漿礦漿固含500克/升-2500克/升，預熱溫度為160℃-220℃，母液的成份為Na2Ok180克/升-250克/升，αk2.6-3.5，預熱溫度為250℃-295℃；
（2）將預熱後的高固含礦漿與預熱後的母液在壓煮器中匯合，高固含礦漿及母液流在壓煮器內匯流後的溫度為255℃-285℃，停留時間為20-60分鐘，使匯流後的礦漿發生充分的脫矽脫鈦反應；
（3）然後再將充分脫矽脫鈦後的礦漿間接加熱至溶出溫度，進行保溫溶出，溶出溫度為260℃-280℃；
（4）進入常規的溶出赤泥的沉降分離、溶出液精製後的加晶種分解、分解後鋁酸鈉溶液的蒸發過程。
- 實施例1
製備高固含鋁土礦礦漿的固含為700克/升，預熱溫度為165℃，母液流的預熱溫度在260℃，匯流脫矽脫鈦的溫度在230℃，匯流脫矽脫鈦後的礦漿被間接加熱至260℃後進行保溫溶出。試驗結果表明，整個礦漿預熱系統結疤的清洗周期為46天，大大延長了礦漿預熱段的運行周期，提高了傳熱效率。
- 實施例2
製備高固含鋁土礦礦漿的固含為900克/升，預熱溫度為170℃，母液流的預熱溫度在260℃，匯流脫矽脫鈦的溫度在235℃，匯流脫矽脫鈦後的礦漿被間接加熱至265℃後進行保溫溶出。試驗結果表明，礦漿預熱系統結疤的清洗周期為55天，大大延長了礦漿預熱段的運行周期，提高了傳熱效率。
- 實施例3
製備高固含鋁土礦礦漿的固含為870克/升，預熱溫度為180℃，母液流的預熱溫度在260℃，匯流脫矽脫鈦的溫度在240℃，匯流脫矽脫鈦後的礦漿被間接加熱至265℃後進行保溫溶出。試驗結果表明，礦漿預熱系統結疤的清洗周期為60天，大大延長了礦漿預熱段的運行周期，提高了傳熱效率。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一水硬鋁石型鋁土礦的溶出方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
