注:[C/S]:固体物质中CaO与SiO2的分子比,下同。
——合成反应条件:温度85~95℃;时间0.50~1.0h。
——烘干条件:宜采用热风炉进行悬浮烘干;烘干温度600~700℃。 ——硅酸钙:CaO≥40%;SiO2≥40%;Na2O≤1.50%;灼减≤2%;白度≥85%。
(3)生料配制及熟料指标控制 ——生料浆:
a) b) c) d)
水分≤43%; 粒度+120#≤14%; 固定碳1.50~3.0%;
[N/R]=(0.96±0.30)+k1,其中,k1为生、熟料[N/R]的差值;
注:[N/R]:固体物料中Na2O与Al2O3和Fe2O3的分子比,下同。
e)
[C’/S]=(1.96±0.30)+k2 ,其中,k2为生熟料[C’/S]的差值;
注:[C’/S]:固体物料中CaO与SiO2和TiO2的分子比,下同。
f) g)
A/S≥1.50; [F/A]=0.02~0.04。
——熟料烧结,宜采用回转窑类烧结设备:温度1200~1300℃;时间大于2h。
——熟料质量:Al2O3含量≥25%;[N/R]=(0.96±0.30);[C/S]=(1.96±0.30);?A标≥91.00%;?N标≥93.00%。 (4)熟料溶出及硅钙渣洗涤
——溶出液:Al2O3=90~110g/l;Nc=15~20g/l;ak=1.15~1.23。
——溶出条件:宜采用两段溶出工艺,温度80℃,粒度+60#≤15%、+160#≥30%。
——硅钙渣洗涤:宜采用强制分离设备和重力分离设备的组合流程,洗水温度≥90℃。
——硅钙渣:?A净≥88.00%;?N净≥92.00%;水分≤35%;Al2O3≤6.8%;CaO≥55%;Na2O≤2.5%。 2.脱硅析出氢氧化铝
含硅的铝酸钠溶液(粗液)经过一段脱硅,形成水合铝硅酸钠,部分液量进行种子分解析出氢氧化铝,其余进行二段脱硅,所得溶液通过碳酸化分解析出氢氧化铝。碳酸化解后的母液部分进熟料溶出进行工艺参数的调整,大部分经蒸发回头配料使碱循环使用,种分母液经蒸发后进入粗液精制(脱硅)进行工艺参数的调整。 (1)粗液精制(脱硅) ? 一段脱硅
——脱硅原液:ak=1.48~1.52;种子固含60~90g/l。 ——脱硅条件:温度155±5℃;时间≥2h。
——一段精液:硅量指数≥300;浮游物≤0.012g/l。 ? 二段脱硅
——石灰乳:CaOf≥180g/l;CaO≤240g/l。 ——脱硅条件:温度≥95℃;时间4h。 ——二段精液:硅量指数≥550。 (2)分解
? 种子分解
——一段精液:Al2O3≥90g/l;硅量指数≥300;浮游物≤0.012g/l。 ——分解条件:固含400~500g/l;分解时间≥50~55h;首槽温度72℃。
——末槽温度:53℃。 ——种分分解率:≥52%。 ? 碳酸化分解
——二段精液:Al2O3≥80g/l;硅量指数≥550;浮游物≤0.012g/l。 ——CO2气体:CO2≥38%;含尘≤50mg/Nm3。 ——分解时间:≥4h。 ——碳分分解率:90~92%。 3.生产氧化铝
通过种子分解和碳酸化分解所得的氢氧化铝经焙烧脱水得到主产品冶金级氧化铝。
焙烧的主要控制条件如下:
——焙烧氢氧化铝:水分≤6%;附碱≤0.01%。
——焙烧条件:宜采用气体悬浮焙烧设备;焙烧温度1050~1100℃。
——焙烧氧化铝:灼减≤1.00%;SiO2≤0.04%;Fe2O3≤0.02%;Na2O≤0.55%;Al2O3≥98.5%。
由于脱硅灰带入氧化铝生产系统的碱大于氧化铝生产系统的碱耗,而两个系统对碱的存在形式有各自的要求,流程布置需增加苛化系统达到两个系统碱的平衡。 (五)产品质量要求
氢氧化铝应符合GB/T 4294-2010的要求。 氧化铝应符合YS/T 803-2012的要求。 (六)副产物和废弃物回收利用
1.活性硅酸钙
活性硅酸钙属粉煤灰生产氧化铝联产产品,具有较高附加值,可广泛应用于化工领域。
2.硅钙渣
粉煤灰碱法提取氧化铝过程中会产生大量的废渣。硅钙渣可用作建筑材料的掺合料,如水泥、路面基层稳定材料,也可用于混凝土和砂浆中做复合矿物掺和料。
3.金属稼
粉煤灰中的稼在氧化铝生产过程中逐步富集,到达一定程度后可通过对母液的处理进行回收,金属稼应用于半导体材料和薄膜太阳能电池材料。 (七)环保要求
粉煤灰提取氧化铝生产过程一般为零排放,副产物全部实现资源化利用。