一種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法

專利名稱：一種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法
技術領域：
本發明屬于有色金屬冶金領域，涉及ー種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法。
背景技術：
氧化鋁的生產方法到目前為止主要有堿法和酸法兩大類。上世紀60年代，波蘭曾采用堿石灰燒結法用粉煤灰提取氧化鋁，建成了年產5000噸氧化鋁和35萬噸水泥的實驗エ廠。澳大利亞墨爾本的聯邦科學與エ業研究組織提出了堿式硫酸鋁法，用硫酸鋁溶液溶出高硅鋁土礦，得到堿式硫酸鋁，堿式硫酸鋁在1150°C下煅燒得到氧化鋁和SO3,體，SO3,體用于制硫酸返回繼續使用。法國彼施涅公司發明了用濃硫酸和鹽酸相結合的酸法處理粘土和煤頁巖，既用濃硫酸處理含鋁原料得到硫酸鋁，然后用鹽酸溶解硫酸鋁并通入HCl氣體使溶液飽和析出六水氯化招，六水氯化招在1100-1200°C下煅燒得到氧化招和HCl氣體， HCl氣體返回系統循環使用。隨著世界各國對環境保護的強烈要求和鋁礦資源日漸匱乏，人們對利用低品位的含鋁礦物提取氧化鋁的性趣得到進ー步提升。我國的許多研究人員也開展了大量研究工作。專利CN101284668A、CN101070173A公開了石灰石燒結法生產氧化鋁的方法，專利CN91101728. 3公開了鹽酸為介質處理高硅鋁礦石得到堿式鋁酸鹽Al2 (OH) 5C1，然后經拜耳法流程處理得到氧化鋁的方法。專利CN201010172151. 7公開了鹽酸浸出鋁土礦，用磷酸三丁酯和磺化煤油萃取除鐵得到氯化鋁，然后熱解氯化鋁得到氧化鋁的方法。專利CN200710010917. x公開了硫酸浸出低鋁硅比鋁土礦，得到含有雜質的硫酸鋁，經過煅燒得到Y氧化鋁，然后經拜耳法處理得到a氧化鋁的處理的方法。硫酸便宜，揮發性和腐蝕性都小，所以對硫酸法的研究較多。每分子硫酸鋁帶有18 24個結晶水，氧化鋁的質量分數僅為13 15%，煅燒這種結晶產物熱耗大、易熔化，而且廢氣中SO2和SO3體積分數低，不利于回收硫酸。加之得到的氧化鋁純度不高，需要再用拜耳法進行處理，成本較高。堿石灰燒結法處理低品位鋁礦的最大困擾是礦物中大量的硅需要使用較大量的堿石灰，大量的鋁原料進入赤泥，氧化鋁的回收率較低，成本較高。

發明內容
針對現有利用高硅含鋁礦物提取氧化鋁エ藝成本高的問題，本發明提供一種低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法，本發明按以下步驟進行
將鋁土礦研磨至100-200 ii m ;按I : (3 8)的質量比，將鋁土礦與75-98%的硫酸混合均勻，在100 350°C下浸出I 3小時；過濾經硫酸浸出的鋁土礦，使余酸與濾渣分離；按
I: (3 5)的質量比，將濾渣與水混合，在50 100°C下煮溶30 60分鐘，溶出反應物；過濾除去殘渣，得到硫酸鋁溶液；將硫酸鋁蒸發結晶或將硫酸鋁溶液濃縮至密度為1.4g/ml ；用15 38%鹽酸與硫酸鋁混合；然后通入HCl氣體使溶液飽和，得到AlCl3 6H20晶體析出JfAlCl3 6H20晶體與氫氧化銨溶液或液氨或碳酸氫銨溶液混合，經過反應，得到氫氧化鋁和氯化銨溶液；氫氧化鋁在1100 1200°C煅燒,得到氧化鋁；將氯化銨溶液與氧化鎂或氫氧化鎂混合加熱到100 136°C，蒸發得到氨氣和氯化鎂晶體，將氯化鎂加熱到200 250°C，分解得到HCl氣體和氧化鎂晶體，氨氣、氧化鎂、鹽酸返回系統循環使用。本發明具有鋁礦物中的硅不參與反應，氯化鋁飽和析出純度高等優點，采用氨水解的方法直接得到氫氧化鋁，簡化了エ藝步驟。本發明在制造氫氧化鋁過程中均是在較低的溫度下進行，煅燒氫氧化鋁的余熱可以用于前段各エ序加熱，能源利用率高，生產成本低，設備易實現，并可得到白炭黑、氯化鉄、氯化鎵、四氯化鈦等有用的副產品。


圖I為本發明方法氨水與氯化鋁水解的エ藝流程 圖2為本發明方法碳酸氫銨與氯化鋁水解的エ藝流程圖。
具體實施例方式以下通過實施例進ー步說明本發明的方法，實施例中所用的礦石的主要化學成分如表I、表2、表3、表4所不。
表I鋁土礦主要化學成分(質量百分含量％)
權利要求
1.ー種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法，其特征在于按照以下步驟進行將鋁土礦研磨至100-200 μ m ;按I : (3 8)的質量比，將鋁土礦與75-98%的硫酸混合均勻，在100 350°C下浸出I 3小時；過濾經硫酸浸出的鋁土礦，使余酸與濾渣分離；按I :(3 5)的質量比，將濾渣與水混合，在50 100°C下煮溶30 60分鐘，溶出反應物；過濾除去殘渣，得到硫酸鋁溶液；將硫酸鋁蒸發結晶或將硫酸鋁溶液濃縮至密度為I. 4g/ml ;用15 38%鹽酸與硫酸鋁混合；然后通入HCl氣體使溶液飽和，得到AlCl3 · 6H20晶體析出；將AlCl3 · 6H20晶體與氫氧化銨溶液或液氨或碳酸氫銨溶液或碳酸銨溶液混合，經過反應，得到氫氧化鋁和氯化銨溶液；氫氧化鋁在1100 1200°C煅燒，得到氧化鋁。
2.根據權利要求I所述ー種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法，其特征在于將氯化銨溶液與氧化鎂或氫氧化鎂混合加熱到100 136°C，蒸發得到氨氣和氯化鎂晶體，將氯化鎂加熱到200 250°C，分解得到HCl氣體和氧化鎂晶體，氨氣、氧化鎂、鹽酸返回系統 循環使用。
3.根據權利要求I所述ー種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法，其特征在于本方法的原料也可以是霞石、煤矸石或高嶺土。
全文摘要
一種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法，將粉低品位鋁土礦研磨，用濃硫酸浸出得硫酸鋁溶液，濃縮冷卻析出硫酸鋁結晶，用鹽酸溶解硫酸鋁，然后通入HCl氣體使溶液飽和，得到AlCl3 6H2O晶體析出，AlCl3 6H2O與氫氧化銨溶液或液氨或碳酸氫銨溶液或碳酸銨溶液反應得到氫氧化鋁和氯化銨溶液，氫氧化鋁經煅燒得到氧化鋁，氯化銨經氧化鎂置換得氨氣和氯化鎂，氯化鎂經水解得到氧化鎂和鹽酸循環使用。
文檔編號C01F7/26GK102849765SQ20121010280
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者李瑞冰, 李鑫, 吳楠, 李景江 申請人:沈陽金博新技術產業有限公司