澠池鋁土礦溶出條件的優化研究

曹國楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業，河南 三門峽 472435）

澠池鋁土礦溶出條件的優化研究

曹國楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業，河南 三門峽 472435）

通過實驗和工業實踐研究了石灰加入量、礦漿-63um細度、循母NK對溶出效果的影響。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、礦漿細度-63um≥72%，可達到溶出赤泥A/S≤1.20、溶出液ak 1.39-1.45的良好溶出效果。

氧化鋁；石灰；礦漿細度；溶赤A/S

1 試驗

1.1 實驗原料

礦石：取我廠入磨鋁土礦，破碎，烘干，縮分，放入制樣機中粉碎，制備三種不同粒度的礦石，使其粒度-63μm達到：72%、75%、79%，其化學成分如下：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，其化學成分如下：CaOT91.73%、CaOf86.31%、SiO22.30% 、Al2O30.97% 、CO21.58%。

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

1.2 實驗設備

制樣設備：破碎機、研磨機、縮分器、試劑瓶等

溶出設備：高壓群釜

分析檢測儀器：天平、高溫爐、烘箱、抽濾裝置等

1.3 溶出實驗條件

1.3.1 配礦公式

每升循環母液所需配入的鋁土礦量為：

全部進入FAS、PPS分析總體的受試者，其年齡、體質量、身高、性別、民族、自主排便次數、中醫證候積分和的組間比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

式中：

NK、AO：代表循環母液中的苛性堿和氧化鋁的濃度，g/l；Rp：預計的溶出液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：預計鋁土礦的實際溶出率，%，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 實驗條件

預脫硅溫度：100±1℃；預脫硅時間：4h；溶出溫度：265℃；溶出保溫時間：45min。

1.3.3 溶出實驗方法

用帶有六個鋼彈的熔鹽加熱高壓群釜做溶出試驗,熔鹽溫度誤差控制在±1℃內。每個鋼彈容積為150ml，裝入3粒Ф4的鋼球、60ml循環母液、按公式（1）算出礦石和相應的石灰添加量，蓋緊后，將其固定于100℃甘油爐內的框架內，以18轉/分的轉速翻轉進行預脫硅，脫硅4小時后將6個鋼彈轉入265℃的熔鹽爐內的框架內中，一并沉沒于熔鹽中，以18轉/分的轉速翻轉，待熔巖爐溫度達到溶出溫度265℃，開始計溶出時間。溶出結束，停機，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、赤泥濾餅的化學成分。

1.4 試驗內容及方法

1.4.1 石灰加入量對鋁土礦溶出效果的影響

按公式（1）計算稱取60m l實驗循環母液下的礦石樣（-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的高壓群釜中，按照上述實驗方法進行溶出試驗，實驗結果如下。

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

從本次實驗數據可以看出石灰加入量為礦石重量的10%時溶出赤泥A/S≤1.09、溶出液ak 1.44，達到預期目標，綜合考慮礦石、石灰、液堿三項單耗及成本后，確定澠池鋁土礦石溶出的最佳石灰加入量為10%。

1.4.2 循環母液NK濃度對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

從本次實驗數據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，不同循環母液苛堿濃度對實驗鋁土礦溶出效果的影響較大，NK245g/l時的溶出效果很好，達到了預期目標。

1.4.3 礦漿-63um細度對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

從實驗數據可以看出，在循環母液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驗鋁土礦的溶出效果均到達了較好的溶出效果，且基本相當。

2 企業工業實踐

我廠自8月份根據實驗結果調整控制條件運行三月后，對比調整前的三月產生經濟效益如下：礦石單耗平均2.323t/t-AO下降了0.103t，節約成本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，節約成本9.52元/t-AO；三項主材成本共計降低46.93元/t-AO。同時磨機產能也有所提高，電耗也略有下降。

3 結語

3.1 本次試驗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、礦漿細度-63um≥72%，可達到溶出赤泥A/S≤1.20、溶出液ak 1.39-1.45的良好溶出效果。

3.2 通過3個月的工業實踐也驗證了本實驗結果，為企業生產經濟運行提供了依據。

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

曹國楚(1984-)，男，湖南新化人，本科，助理工程師，主要研究方向為氧化鋁生產工藝。