水鋁鈣石苛化赤泥洗液方法研究

高金強,陳文汨

(中南大學 冶金與環境學院,湖南 長沙 410083)

目前世界上超過95%的氧化鋁由拜耳法生產,該方法具有優質節能、成本低廉、操作簡單方便等優點[1]。該方法生產過程中,由于鋁土礦中有機物分解、吸收空氣中二氧化碳等原因導致鋁酸鈉溶液中碳堿(以Na2CO3形式存在的Na2O)不斷積累、苛性堿循環效率降低[2],容易造成氫氧化鋁溶出率低、管道結疤、蒸發能耗增加、循環效率差等問題,甚至引起生產事故[3],因此需要對拜耳液中的碳酸鈉進行苛化處理。

降低拜耳流程中碳酸鈉濃度的主要方法包括蒸發結晶析鹽法、赤泥苛化法、洗液苛化法等,上述幾種苛化方法存在能耗高、苛性堿回收率低、氧化鋁損失較大[4]等問題,已知的報道集中于苛化二次或二次以后的赤泥洗液[5],這些方法局限于低全堿、低苛堿、低氧化鋁的洗滌液,對于拜耳法一次赤泥洗液的苛化報道很少。本文旨在探究一種以水鋁鈣石(鈣鋁層狀雙金屬氫氧化物Ca-Al LDHs)[6]苛化一次赤泥洗液技術為基礎的碳酸鈉苛化方法,該方法分兩步進行:首先在中低溫條件下熟石灰與鋁酸鈉溶液反應生成水鋁鈣石,然后在較高溫度條件下水鋁鈣石與洗液中的碳酸鈉生成碳酸鈣、氫氧化鈉和水。這種苛化法不僅能夠提高碳堿的苛化率和石灰的利用效率,而且有效抑制了鋁酸三鈣的生成、減少了氧化鋁損失,進一步提高氧化鋁生產的經濟效益。此次研究分別考察了苛化分子比(C/Nc)、反應溫度、時間、抑制劑添加量等因素對碳堿苛化率和氧化鋁損失的影響,探究了適宜的反應條件。……