一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法
阅读说明：本技术 一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法 (Method for removing phosphorus in production of alumina by adopting Guinea bauxite ) 是由 程涛 芦东 王顺祥 杨群太 丁星阳 尹海军 张大为 刘永红 梁鑫 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法,属于氧化铝冶金技术领域,包括以下步骤：S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉,然后制备原料矿浆；S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应,反应结束后得到溶出矿浆；S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液,向稀释液中加入石灰乳,然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计,石灰乳加入量为2～5‰。该方法在拜耳法流程中的稀释槽添加石灰乳,使之与铝酸钠溶液中的磷反应生成磷酸钙进入赤泥,然后通过赤泥沉降排出。(The invention provides a method for removing phosphorus in alumina production by adopting Guinea bauxite, which belongs to the technical field of alumina metallurgy and comprises the following steps: s1, crushing and grinding Guinea bauxite into mineral powder, and then preparing raw material ore pulp; s2, carrying out alkali-heat dissolution reaction on the raw material ore pulp to obtain dissolved ore pulp after the reaction is finished; s3, diluting the dissolved ore pulp to obtain a diluent, adding lime milk into the diluent, and then separating the diluent to obtain a sodium aluminate solution and red mud; the adding amount of the lime milk is 2-5 per mill based on the mass of the dissolved ore pulp. The method comprises the steps of adding lime milk into a dilution tank in a Bayer process flow, reacting the lime milk with phosphorus in a sodium aluminate solution to generate calcium phosphate, allowing the calcium phosphate to enter red mud, and then settling and discharging the calcium phosphate through the red mud.)
技术领域
本发明涉及氧化铝冶金技术领域，具体涉及一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法。
背景技术
铝土矿是生产氧化铝的主要原料，是一种主要由三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石组成的矿石。几内亚铝土矿是一种优良的三水铝石型铝土矿，在拜耳法生产氧化铝过程中表现出的加工方法简单、消耗成本低、产品质量好的优点已被共识，溶出过程中也不需要添加石灰来提高溶出反应速度及降低碱耗，因此成为国内使用最多的进口铝土矿。
但在使用过程中发现相较于其他铝土矿，几内亚铝土矿还存在矿石成分波动较大、粒度较细、易水解、压缩性能差等缺点。同时，几内亚铝土矿含磷量较高，在拜耳法生产氧化铝过程中会导致流程中磷的积累，且到一定程度后会对生产造成危害，影响生产的正常运行。采用单一几内亚铝土矿矿石，矿石含磷量达到0.12％以上，投产使用半年后磷的危害逐渐体现，主要表现在与石灰乳反应生成羟基磷灰石，在叶滤机滤布上形成坚硬的结疤，用传统的碱洗方法无法去除，导致叶滤机产能严重下降，生产组织困难。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，在拜耳法流程中的稀释槽添加石灰乳，使之与铝酸钠溶液中的磷反应生成磷酸钙进入赤泥，然后通过赤泥沉降排出。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，向稀释液中加入石灰乳，然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计，石灰乳加入量为2～5‰。
优选的，稀释液Nk浓度为140～145g/l。
优选的，稀释液温度达到100～110℃时，再通入石灰乳。
优选的，所述石灰乳固含为150～190g/l。
优选的，所述石灰乳通入量为10～20m3/h，反应1～3h。
石灰乳与稀释矿浆反应生成磷酸钙沉淀后进入赤泥，然后进入赤泥沉降系统，最终外排至赤泥坝厂。
反应方程式为：
PO4 3-+Ca(OH)2→Ca3(PO4)2↓
国内铝土矿绝大多数为一水硬铝石矿，很难溶出，需要较高的母液浓度和较高的溶出温度，同时在加石灰的条件下才能反应完全，在这种溶出条件下加入石灰的目的主要是消除TiO2的危害及降低溶出N/S，加入方式为溶出前。而从国外引进的三水铝石铝土矿，由于该矿物较易溶出，在TiO2反应之前就已经反应完毕，同时在在较低的母液浓度和较低的溶出温度下惰性硅不会转化成活性硅，因此在溶出过程中不用添加石灰来消除TiO2的危害及降低溶出N/S。但是几内亚铝土矿中含磷量较高，在拜耳法生产氧化铝过程中会导致流程中磷的积累，且到一定程度后会对生产造成危害，影响生产的正常运行，因此将石灰乳添加至稀释槽进行除磷，流程简单，效果明显。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明的采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，由于叶滤机需要添加石灰乳进行助滤，为了不引进其他杂质，增加处理杂质的成本，通过在拜耳法流程中的稀释槽添加石灰乳，使之与铝酸钠溶液中的磷反应生成磷酸钙进入赤泥，然后通过赤泥沉降排出流程，消除磷在后续精滤工序析出，导致叶滤机产能降低的问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为140g/l。将稀释液温度达到100℃时，向稀释液中加入石灰乳，然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计，石灰乳加入量为2‰。所述石灰乳固含为150g/l。所述石灰乳通入量为20m3/h，反应3h。
实施例2
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为145g/l。将稀释液温度达到110℃时，向稀释液中加入石灰乳，然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计，石灰乳加入量为5‰。所述石灰乳固含为190g/l。所述石灰乳通入量为10m3/h，反应1h。
实施例3
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为142g/l。将稀释液温度达到115℃时，向稀释液中加入石灰乳，然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计，石灰乳加入量为3‰。所述石灰乳固含为160g/l。所述石灰乳通入量为15m3/h，反应2h。
对比例1
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，在溶出工艺加入石灰乳，具体包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆温度达到115℃，加入石灰乳，以原料矿浆质量计，石灰乳加入量为3‰。所述石灰乳固含为160g/l。所述石灰乳通入量为15m3/h，反应2h，然后进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为142g/l。然后进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥。
对比例2
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，稀释前加入石灰乳，具体包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.向溶出矿浆加入石灰乳，以原料矿浆质量计，石灰乳加入量为3‰。所述石灰乳固含为160g/l。所述石灰乳通入量为15m3/h，反应2h。然后进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为142g/l。最后进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥。
对比例3
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝中除磷的方法，包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为142g/l。将稀释液温度达到80℃时，向稀释液中加入石灰乳，然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥；以溶出矿浆质量计，石灰乳加入量为3‰。所述石灰乳固含为160g/l。所述石灰乳通入量为15m3/h，反应2h。
对比例4
一种采用几内亚铝土矿生产氧化铝的方法，不包含除磷步骤，具体包括以下步骤：
S1.将几内亚铝土矿破碎磨细成矿粉，然后制备原料矿浆。
S2.将原料矿浆进行碱热溶出反应，反应结束后得到溶出矿浆。
S3.将溶出矿浆进行稀释得到稀释液，稀释液Nk浓度为142g/l。然后再将稀释液进行分离得到铝酸钠溶液和赤泥。
实验例：
实验设计：采用实施例1-3和对比例1-4的方法除磷，其中，几内亚铝土矿成分表如下。
表1 几内亚铝土矿成分表
检测指标：检测铝酸钠溶液的含磷量，当含磷量小于0.8g/l时，将不会对后续生产产影响。
检测结果：见下表2。
表2 铝酸钠溶液含磷量
从表1可以看出，本发明除磷的方法，通过在拜耳法流程中的稀释槽添加石灰乳，可以消除磷在后续精滤工序析出，导致叶滤机产能降低的问题。
对比例1-2在溶出过程和稀释前加入，除磷效果略差。对比例3反应温度过低，除磷效果不佳。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。