澠池鋁土礦溶出條件的優(yōu)化研究

曹國(guó)楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè)，河南 三門峽 472435）

澠池鋁土礦溶出條件的優(yōu)化研究

曹國(guó)楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè)，河南 三門峽 472435）

通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)實(shí)踐研究了石灰加入量、礦漿-63um細(xì)度、循母NK對(duì)溶出效果的影響。研究得出最佳溶出條件：石灰加入重量占礦石重量10%配礦，循母NK濃度≥245g/l控制、礦漿細(xì)度-63um≥72%，可達(dá)到溶出赤泥A/S≤1.20、溶出液ak 1.39-1.45的良好溶出效果。

氧化鋁；石灰；礦漿細(xì)度；溶赤A/S

1 試驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

礦石：取我廠入磨鋁土礦，破碎，烘干，縮分，放入制樣機(jī)中粉碎，制備三種不同粒度的礦石，使其粒度-63μm達(dá)到：72%、75%、79%，其化學(xué)成分如下：Al2O359.64%、SIO213.86%、Fe2O36.25%、TiO22.81%、CaO0.51%、K2O1.66%、C0.4%、ST 0.18%、A/S4.3。

石灰：取我廠入磨石灰，其化學(xué)成分如下：CaOT91.73%、CaOf86.31%、SiO22.30% 、Al2O30.97% 、CO21.58%。

循環(huán)母液：取我廠循環(huán)母液，其化學(xué)成分如下：NT258.2g/l、Nk240g/l、AO122.5 g/l、ak3.22。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

制樣設(shè)備：破碎機(jī)、研磨機(jī)、縮分器、試劑瓶等

溶出設(shè)備：高壓群釜

分析檢測(cè)儀器：天平、高溫爐、烘箱、抽濾裝置等

1.3 溶出實(shí)驗(yàn)條件

1.3.1 配礦公式

每升循環(huán)母液所需配入的鋁土礦量為：

全部進(jìn)入FAS、PPS分析總體的受試者，其年齡、體質(zhì)量、身高、性別、民族、自主排便次數(shù)、中醫(yī)證候積分和的組間比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

式中：

NK、AO：代表循環(huán)母液中的苛性堿和氧化鋁的濃度，g/l；Rp：預(yù)計(jì)的溶出液Rp，取值Rp=1.15；S1、S2：鋁土礦和石灰的S i O2含量，%；N/S：赤泥鈉硅比，取值0.27；A：鋁土礦中的氧化鋁含量，%；ηf：預(yù)計(jì)鋁土礦的實(shí)際溶出率，%，取值83%；x：礦石中石灰的添加量，%；C：石灰中的CO2含量，%；CaOT、CaOf：石灰中全鈣、有效鈣的含量，%。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)條件

預(yù)脫硅溫度：100±1℃；預(yù)脫硅時(shí)間：4h；溶出溫度：265℃；溶出保溫時(shí)間：45min。

1.3.3 溶出實(shí)驗(yàn)方法

用帶有六個(gè)鋼彈的熔鹽加熱高壓群釜做溶出試驗(yàn),熔鹽溫度誤差控制在±1℃內(nèi)。每個(gè)鋼彈容積為150ml，裝入3粒Ф4的鋼球、60ml循環(huán)母液、按公式（1）算出礦石和相應(yīng)的石灰添加量，蓋緊后，將其固定于100℃甘油爐內(nèi)的框架內(nèi)，以18轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)進(jìn)行預(yù)脫硅，脫硅4小時(shí)后將6個(gè)鋼彈轉(zhuǎn)入265℃的熔鹽爐內(nèi)的框架內(nèi)中，一并沉沒于熔鹽中，以18轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)，待熔巖爐溫度達(dá)到溶出溫度265℃，開始計(jì)溶出時(shí)間。溶出結(jié)束，停機(jī)，取出鋼彈，置于水中冷卻至100℃以下。開啟鋼彈，倒出溶出漿液，用真空過(guò)濾赤泥濾餅，并用熱水淋洗干凈后，用烘箱烘干。分析溶出液、赤泥濾餅的化學(xué)成分。

1.4 試驗(yàn)內(nèi)容及方法

1.4.1 石灰加入量對(duì)鋁土礦溶出效果的影響

按公式（1）計(jì)算稱取60m l實(shí)驗(yàn)循環(huán)母液下的礦石樣（-63μm75%）6份，用分析天平分別稱取礦石重量的8%—13%石灰樣6份和60m l循母一塊倒入編好號(hào)的高壓群釜中，按照上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行溶出試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

配灰比例8%9%10%11%12%13%Nk 217 219 216 214 215 223 AO 243.2 244.1 246.6 7 240.3 2 240.5 251.3 ak 1.46 1.48 1.44 1.46 1.47 1.46 Al2O3 27.8 2 27.2 4 24.4 0 24.3 4 24.2 6 24.6 8 SiO2 22.9 9 22.8 9 22.4 5 21.9 3 21.6 2 21.1 6 CaO 13.6 9 15.0 1 16.1 3 17.4 4 18.4 0 19.5 6 A/S 1.21 1.19 1.09 1.11 1.12 1.17 Na2O 7.58 6.86 5.98 5.70 5.36 4.83 C/S 0.60 0.66 0.72 0.83 0.85 0.92 N/S 0.33 0.30 0.27 0.26 0.25 0.23

從本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出石灰加入量為礦石重量的10%時(shí)溶出赤泥A/S≤1.09、溶出液ak 1.44，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，綜合考慮礦石、石灰、液堿三項(xiàng)單耗及成本后，確定澠池鋁土礦石溶出的最佳石灰加入量為10%。

1.4.2 循環(huán)母液NK濃度對(duì)鋁土礦溶出效果的影響

循母N K 2 3 6 2 4 0 2 4 5 Nk 205.6 0 203.4 0 216.0 0 217.6 0 220.2 0 221.0 0 AO 223.9 8 223.7 4 241.9 2 245.8 8 255.0 9 254.2 2 ak 1.51 1.49 1.47 1.46 1.42 1.43 Al2 O3 27.2 8 26.4 2 26.8 1 26.0 1 25.1 0 24.2 4 SiO2 20.83 20.81 21.11 21.15 21.10 21.08 Na2 O 6.04 6.24 5.91 6.13 5.70 5.48 CaO 14.99 14.78 15.20 15.02 14.77 14.96 C/S 0.72 0.71 0.72 0.71 0.70 0.71 N/S 0.29 0.30 0.28 0.29 0.27 0.26 A/S 1.31 1.27 1.25 1.23 1.19 1.15

從本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出在石灰加入量10%和礦石粒度-63μm75%及溶出溫度265℃一定的情況下，不同循環(huán)母液苛堿濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)鋁土礦溶出效果的影響較大，NK245g/l時(shí)的溶出效果很好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

1.4.3 礦漿-63um細(xì)度對(duì)鋁土礦溶出效果的影響

-63μm ak SiO2 C/S CaO A l2O 3 24.70 N/S 0.74 21.91 16.10 1.13 0.73 0.27 72%15.72 23.88 AO 240.8 245.7 246.4 250.0 240.6 251.3 1.12 24.78 1.45 21.38 0.27 5.82 1.45 22.00 75%16.07 Nk 214.4 217.0 217.6 219.0 213.0 220.0 23.84 1.08 1.46 6.24 0.28 1.44 21.07 1.08 22.81 15.51 5.59 0.74 0.27 15.94 1.46 79%23.97 A/S 0.73 21.89 1.09 0.28 0.73 15.99 6.17 1.13 1.46 21.85 Na2 O 6.01 6.09 0.73 0.28

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在循環(huán)母液NK245g/l、石灰加入量10%、溶出溫度265℃一定的的情況下，三種不同礦石粒度下的實(shí)驗(yàn)鋁土礦的溶出效果均到達(dá)了較好的溶出效果，且基本相當(dāng)。

2 企業(yè)工業(yè)實(shí)踐

我廠自8月份根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整控制條件運(yùn)行三月后，對(duì)比調(diào)整前的三月產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益如下：礦石單耗平均2.323t/t-AO下降了0.103t，節(jié)約成本27.81元/t-AO；石灰單耗平均0.266t/t-AO下降了0.032t/t-AO，節(jié)約成本9.6元/t-AO；液堿單耗平均123.82kg/t-AO下降了5.29kg/t-AO，節(jié)約成本9.52元/t-AO；三項(xiàng)主材成本共計(jì)降低46.93元/t-AO。同時(shí)磨機(jī)產(chǎn)能也有所提高，電耗也略有下降。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 本次試驗(yàn)確定的澠池鋁土礦溶出的最佳條件：石灰加入重量占礦石重量10%配礦、循母NK濃度≥245g/l控制、礦漿細(xì)度-63um≥72%，可達(dá)到溶出赤泥A/S≤1.20、溶出液ak 1.39-1.45的良好溶出效果。

3.2 通過(guò)3個(gè)月的工業(yè)實(shí)踐也驗(yàn)證了本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了依據(jù)。

[1]馮延磊.淺析氧化鋁生產(chǎn)降低能耗的幾項(xiàng)措施[J].廣東化工.2013年，40卷15期，101.

曹國(guó)楚(1984-)，男，湖南新化人，本科，助理工程師，主要研究方向?yàn)檠趸X生產(chǎn)工藝。