淺談溶出溫度和時(shí)間對(duì)印尼三水鋁石溶出性能的影響

王家發(fā)（云南途賽工程建設(shè)有限公司,昆明 650000）

淺談溶出溫度和時(shí)間對(duì)印尼三水鋁石溶出性能的影響

王家發(fā)
（云南途賽工程建設(shè)有限公司,昆明 650000）

摘 要：國(guó)內(nèi)鋁土礦日益枯竭，而對(duì)氧化鋁的需求卻不斷增加，采用進(jìn)口礦生產(chǎn)和到國(guó)外建廠生產(chǎn)氧化鋁是大勢(shì)所趨，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，摸清進(jìn)口鋁土礦的特性，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供依據(jù)和參考意義重大，筆者通過(guò)對(duì)印尼三水鋁石溶出性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，明確的提出了印尼三水鋁石最佳的溶出時(shí)間和溶出溫度。

關(guān)鍵詞：鋁土礦；溶出；溫度；時(shí)間；溶出率

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁在我國(guó)以及世界氧化鋁工業(yè)中占有十分重要的地位，目前，其產(chǎn)量約占我國(guó)氧化鋁總產(chǎn)量的90%左右。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁相對(duì)于燒結(jié)法而言，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、成本低、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在處理三水鋁石型鋁土礦時(shí)，具有其它方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

隨著國(guó)內(nèi)鋁土礦資源的日益枯竭，為滿足國(guó)家對(duì)氧化鋁的需求，現(xiàn)國(guó)內(nèi)進(jìn)口三水鋁石礦（印尼礦）生產(chǎn)氧化鋁和到印尼建廠的企業(yè)越來(lái)越多，為確定印尼三水鋁石型鋁土礦的最佳溶出工藝條件，給氧化鋁建設(shè)項(xiàng)目提供可靠的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，筆者對(duì)其溶出性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)考察了溶出溫度、時(shí)間、配料分子比、循環(huán)母液堿濃度、磨礦粒度以及石灰添加量等工藝條件和因素對(duì)礦石溶出性能的影響，本文主要討論溶出溫度和時(shí)間對(duì)礦石溶出性能的影響。

1　實(shí)驗(yàn)用原料

（1）實(shí)驗(yàn)用鋁土礦成分如下：

（2）實(shí)驗(yàn)用循環(huán)母液成分如下：

（3）石灰：本實(shí)驗(yàn)所用溶出添加劑為石灰，為分析純Ca(OH)2 在800℃下焙燒2小時(shí)后所得，其有效成分CaO含量在實(shí)驗(yàn)中均以100%計(jì)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法略。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

三水鋁石型鋁土礦是一種容易溶出的礦石。處理三水鋁石型鋁土礦時(shí)，由于要減少參與反應(yīng)的SiO2的量和防止未來(lái)得及溶出的三水鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)橐凰涗X石，不宜也不需要采用過(guò)高的溶出溫度。在處理三水鋁土礦時(shí)，溶出溫度，特別是溶出時(shí)間的確定常常還要考慮溶液脫硅的需要。因此，為獲得較高的氧化鋁溶出率，并使?jié){液能滿足固液分離的要求，選擇合適的溶出溫度和溶出時(shí)間是非常重要的。筆者對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的考察，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1至表3及圖1、2所示。

表1　105℃下時(shí)間對(duì)氧化鋁溶出率的影響

表2　130℃下時(shí)間對(duì)氧化鋁溶出率的影響

表3　145℃下時(shí)間對(duì)氧化鋁溶出率的影響

從表1至表3和圖1可知：溶出溫度是影響氧化鋁溶出率的主要因素。當(dāng)配料分子比為1.30時(shí)，在105℃溫度下溶出，氧化鋁的最大溶出率只有57%左右，且延長(zhǎng)溶出時(shí)間對(duì)溶出率的影響很?。欢?dāng)溶出溫度提高到 130℃時(shí)，配料分子比為1.32，溶出10分鐘，氧化鋁的實(shí)際溶出率就可達(dá)到92%左右；溶出溫度為145℃時(shí)，配料分子比為1.30，溶出15分鐘，氧化鋁的實(shí)際溶出率達(dá)到88%左右。實(shí)驗(yàn)表明三水鋁石礦溶出性能很好，在130～145℃溶出溫度下，短時(shí)間內(nèi)就可以獲得理想的溶出效果。進(jìn)一步延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，溶出率溶出率有所下降，同時(shí)溶液SiO2濃度也隨之下降，這說(shuō)明提高溫度，一方面加快了礦石的溶出，另一方面也加快了脫硅反應(yīng)。如圖 2不所示，由從圖可看出，溶出溫度為130℃時(shí)，配料分子比為1.32，溶液中二氧化硅濃度隨溶出時(shí)間的延長(zhǎng)開(kāi)始升高，然后呈下降趨勢(shì)，這說(shuō)明在該溫度下，隨鋁土礦溶出的同時(shí)，開(kāi)始以硅礦物分解，二氧化硅進(jìn)入溶液為主，隨溶出時(shí)間的延長(zhǎng)，變?yōu)橐悦摴璺磻?yīng)為主。當(dāng)溶出溫度提高到145℃、配料分子比為1.30時(shí)，隨著溶出時(shí)間的延長(zhǎng)，溶出液中二氧化硅濃度下降，硅量指數(shù)升高，說(shuō)明溫度提高促進(jìn)了溶出液中脫硅反應(yīng)的進(jìn)行。

3　結(jié)論

（1）三水鋁石礦溶出性能良好，在溫度130℃以上、溶出時(shí)間 10分鐘，即可充分溶出，氧化鋁溶出率可達(dá)90%以上；

（2）在溫度130℃以上溶出時(shí)，配料分子比（1.2～1.5范圍內(nèi)）對(duì)氧化鋁溶出率影響很??；

（3）溶出時(shí)間加長(zhǎng)，礦物中的硅開(kāi)始參加反應(yīng)，不利于氧化鋁的溶出。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊重愚.輕金屬冶金學(xué)[M].冶金工業(yè)出版社.

[2]畢詩(shī)文.氧化鋁生產(chǎn)工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]畢詩(shī)文.拜耳法生產(chǎn)氧化鋁[M].冶金工業(yè)出版社.

作者簡(jiǎn)介：王家發(fā) (1982-)，男，貴州甕安人，冶金中級(jí)工程師，本科，研究方向：氧化鋁生產(chǎn)工藝。