用于处理赤泥的方法

用于处理赤泥的方法
【专利摘要】提供了用于处理赤泥的方法。例如，该方法可以包括用HCl浸提赤泥以获得包含第一金属(例如铝)离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离。可以从浸提液提取一些其它金属(Fe、Ni、Co、Mg、稀土元素、稀有金属等)。可以从固体提取多种其它组分，诸如TiO2、SiO2等。
【专利说明】用于处理赤泥的方法
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求在2012年1月10日提交的US 61/584, 993、在2012年9月26日提交 的US 61/706, 074,以及在2012年10月15日提交的US 61/713, 719的优先权。这些文献 通过引用将其全部内容并入本文。

【技术领域】
[0003] 本公开涉及对处理工业废料方法领域的改进。例如，其涉及用于处理赤泥的方法。 例如，这些方法可以有效地从赤泥中提取各种材料如氧化铝和各种金属及其氧化物、二氧 化硅、稀土元素、稀有金属等。
[0004] 公开背景
[0005] 赤泥是在生产氧化铝的过程中产生的固体废产物。例如，赤泥是在用于氧化铝生 产的拜耳法中产生的，所述拜耳法是为了向Hall-H6r 〇Ult法电解铝提供作为原料的氧化 铝的精炼铝土矿的主要工业手段。一般工厂产生比氧化铝多一至两倍的赤泥。这个比例取 决于在精炼过程中使用的铝土矿或矿石的类型。
[0006] 通常，赤泥包括固体和携带金属氧化物的杂质的混合物，并呈现铝行业最重要的 处理问题之一。红色可以由（例如）其中存在的经氧化的铁引起。赤泥不可以被轻易处 置。在生产赤泥的大部分国家中，其被泵入存池（holding pond)。赤泥由此成为问题，因 为其占用土地面积，即使当其干燥时，既不能用于建筑又不能用于耕种。赤泥是（例如）高 碱性的。例如，PH范围可以为10至13。已经开发了几种方法来将碱性pH降低至可接受的 水平，从而降低对环境的影响。已经完成一些研究，从而找到适于将泥浆用于其它应用的方 式，但干燥该泥浆需要大量能量（用于水蒸发的潜热），并且如果在干燥工序中必须使用化 石燃料，则可表现为高成本。
[0007] 全球赤泥量不断增长。仅在2010年，世界范围内生产了 8000万吨的氧化铝，产生 超过1.2亿吨赤泥。据估计,世界范围内赤泥存量实际上已经完全超过25亿吨。这个数字 只会不断增长，因为对铝的需求增加驱动了对氧化铝的需求，并且转而对于铝土矿，这意味 着增加有毒赤泥残留物的产生。
[0008] 由此需要处理赤泥的供替代的方法。
[0009] 公开内容
[0010] 根据一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：
[0011] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0012] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0013] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物。
[0014] 根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：
[0015] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0016] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0017] 在有效地将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态 HCl。
[0018] 根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：
[0019] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0020] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0021] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HC1。
[0022] 根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：
[0023] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0024] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0025] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HC1。
[0026] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和/或其它产物的方法，该方法包括：
[0027] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0028] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0029] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HC1。
[0030] 根据一个方面，提供了用于制备铝的方法，该方法包括：
[0031] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液 分离；
[0032] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0033] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物；并且
[0034] 在有效将Al2O3转化成铝的条件下处理所述Al 2O315
[0035] 根据另一个方面，提供了用于制备铝的方法，该方法包括：
[0036] 用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且该固体与该浸提液分 离；
[0037] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0038] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl ; 并且
[0039] 在有效将Al2O3转化成铝的条件下处理所述Al 2O315
[0040] 根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，其包括：
[0041] 用酸浸提赤泥以获得浸提液以及固体残留物，并且将该浸提液与该固体残留物分 离；
[0042] 通过使该浸提液与碱反应而在大于10的pH下基本选择性沉淀铁离子并且从该浸 提液至少部分地去除沉淀的铁离子，从而从该浸提液至少部分地去除铁离子，由此获得包 含Al 3+离子的富Al组合物；
[0043] 任选地纯化该Al3+离子；并且
[0044] 任选地将该Al3+离子转化为氧化铝。
[0045] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0046] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0047] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0048] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl ; 并且
[0049] 通过使所生产的气态HCl与水接触来再循环该气态HCl以获得浓度高于HCl共沸 物浓度（20. 2wt%)的组合物，并且将该组合物与另外量的含铝的材料反应以对其浸提。
[0050] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0051] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0052] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0053] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl ; 并且
[0054] 通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt % 至约45wt%或约25wt%至约45wt%的组合物，并且将该组合物与另外量的含错的材料反 应以对其浸提。
[0055] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0056] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0057] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0058] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl ; 并且
[0059] 通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环如该气态HCl以获得浓度为约18wt % 至约45wt%或约25wt%至约45wt%的组合物，并且将该组合物用于浸提含错的材料。
[0060] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0061] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且从该固体与该 浸提液分离；
[0062] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0063] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl ; 并且
[0064] 通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环该气态HCl，从而以AlCl3 ? 6H20形式 沉淀铝离子。
[0065] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0066] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0067] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0068] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物。
[0069] 根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包 括：
[0070] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0071] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；并且
[0072] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且任选地回收所产生的气 态 HC1。
[0073] 根据一个方面，提供了用于制备铝和任选的其它产物的方法，该方法包括：
[0074] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0075] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并将该 沉淀物与该液体分离；
[0076] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物；并且
[0077] 将Al2O3转化为铝。
[0078] 根据另一个方面，提供了用于制备铝和任选的其它产物的方法，该方法包括：
[0079] 用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该 浸提液分离；
[0080] 使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl3形式的铝离子的沉淀物，并且将 该沉淀物与该液体分离；
[0081] 在有效将AlCl3转化成Al2O3的条件下加热该沉淀物，并且任选地回收所产生的气 态HCl ;并且
[0082] 将该Al2O3转化为铝。
[0083] 根据另一个方面，提供了用于制备铝的方法，其包括：
[0084] 获得由本公开所定义的方法生产的氧化铝；并且
[0085] 在有效将氧化铝转化成铝的条件下处理该氧化铝。
[0086] 根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：
[0087] 用HCl浸提包含第一金属的赤泥以获得包含第一金属的离子的浸提液以及固体， 并且将该固体与该浸提液分离；
[0088] 使所述浸提液与HCl反应以获得液体和包含第一金属的氯化物的沉淀物，并其将 该沉淀物与该液体分尚；并且
[0089] 在有效将第一金属的氯化物转化成第一金属的氧化物的条件下加热该沉淀物。
[0090] 根据另一个实例，提供了用于制备钛氧化物的方法，该方法包括：
[0091] 用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并 且将该固体与该第一浸提液分离；
[0092] 从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；
[0093] 任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；或 者使该固体与Cl 2和碳源反应以获得包含钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且从该固 体部分与该液体部分分离；并且
[0094] 将该钛氯化物转化为钛氧化物。
[0095] 根据另一个实例，提供了用于制备钛氧化物的方法，该方法包括：
[0096] 用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并 且将该固体与该第一浸提液分离；
[0097] 从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；
[0098] 任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；并 且
[0099] 将该钛氯化物转化为钛氧化物。
[0100] 根据另一个实例，提供了用于制备钛氯化物的方法，该方法包括：
[0101] 用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并 且将该固体与该第一浸提液分离；
[0102] 从该浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；并且
[0103] 任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液。
[0104] 根据另一个实例，提供了用于制备钛氯化物的方法，该方法包括：
[0105] 用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并 且将该固体与该浸提液分离；
[0106] 从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；并且
[0107] 使该固体与Cl2和碳源反应以获得包含钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且 将该液体部分与该固体部分分离。
[0108] 发现本公开的方法可以用于处理各种起始材料如各种矿石。此外，发现除有效用 于处理此类起始材料之外，通过此类方法还可以处理工业废料如赤泥。实际上，发现本公开 的方法有效地为赤泥问题提供了解决方案：这些方法允许有效地处理赤泥，并且从赤泥回 收各种有价值的产物。这些方法是简单有效的，并且可以以环境友好的方式低成本实施。
[0109] 附图简述
[0110] 以下附图仅以实例方式呈现本公开的各实施方案：
[0111] 图1示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的方框图；
[0112] 图2是Al和Fe的提取曲线，其中在本申请实例的方法中提取率表示为浸提时间 的函数；
[0113] 图3示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的另一实例的方框图；
[0114] 图4是本公开的用于纯化/浓缩HCl的方法的实例的示意图；
[0115] 图5是本公开的用于纯化/浓缩HCl的方法的实例的示意图；
[0116] 图6示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的另一方框图；
[0117] 图7示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的另一方框图；
[0118] 图8示出本公开的用于制备各种产物的方法的实例的另一方框图；
[0119] 图9示出本公开的用于制备钛氯化物和/或钛氧化物的方法的实例的另一方框 图；
[0120] 图IOA和图IOB示出本公开的方法的实例的又一方框图；以及
[0121] 图IlA和图IlB示出本公开的方法的实例的另一方框图。
[0122] 各实施方案详沭
[0123] 以下非限制性实例进一步举例说明了本公开中所述的技术。
[0124] 含铝的材料可以选自例如由含铝的矿石（诸如铝硅酸盐矿物、粘土、泥质板岩、 霞石、泥岩、绿柱石（beryl)、冰晶石、石榴石、尖晶石、铝土矿、高岭土或其混合物都可以使 用）。含铝的材料也可以是回收的工业含铝的材料，诸如矿渣（slag)、赤泥或飞灰。
[0125] 本文所使用的表述"赤泥"是指例如生产氧化铝的过程中所产生的工业废产物。例 如，此类废料产物可以包含二氧化硅、铝、铁、钙以及任选的钛。其可以包含一批小量组分， 诸如Na、K、Cr、V、Ni、Co、Ba、Cu、Mn、Mg、Pb和/或Zn等。例如，赤泥可以包括约15wt%至 80wt % 的 Fe2O3，约 Iwt % 至约 35wt % 的 Al2O3，约 Iwt % 至约 65wt % 的 SiO2,约 Iwt % 至约 20wt %的Na2O，约Iwt %至约20wt %的CaO,以及约Owt %至约35wt %的TiO2。根据另一个 实例，赤泥可以包括约30?1:(%至65￥1: (%的？6203，约1〇￥1:(%至约2〇￥1: (%的41203，约3￥1:(%至 约50?1: (%的3;[02，约2￥1:(%至约10￥1:(%的似 20，约2￥1:(%至约8￥1:(%的030，以及约0￥1:(%至 约25wt%的TiO 2。本领域技术人员将会理解，赤泥的组成可以根据在拜耳法中使用的铝土 矿来源而不同。
[0126] 本文中所使用的表述"飞灰"是指例如燃烧过程中所产生的工业废产物。例如，此 类废产物可以包括诸如二氧化硅、氧、铝、铁、钙的各种成分。例如，飞灰可以包括二氧化硅 (SiO 2)和氧化错（Al2O3)。例如，飞灰还可以包括氧化隹丐（CaO)和/或氧化铁（Fe 2O3)。例 如，飞灰可以包括与烟道气一起上升的细颗粒。例如，飞灰可以在煤燃烧的过程中产生。例 如，飞灰也可以包含选自砷、铍、硼、镉、铬、铬VI、钴、铅、锰、汞、钥、硒、锶、铊和/或钒的至 少一种元素。例如，飞灰还可以包括稀土元素和稀有金属。例如，飞灰可以被视为含铝的材 料。
[0127] 本文所使用的表述"稀土元素"（也被描述为"REE"）是指例如选自钪、钇、镧、铈、 镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钦、铒、铥、镱和镥的稀有元素。本文中所使用的表述"稀有金 属"是指例如选自铟、锆、锂和镓的稀有金属。这些稀土元素和稀有金属可以是各种形式，诸 如元素形式（或金属形式），处于氯化物、氧化物、氢氧化物等的形式。本公开所使用的表述 "稀土"作为如上描述的"稀土元素和稀有金属"的同义词。
[0128] 本文所使用的表述"至少一种铁氯化物"是指FeCl2、FeCl3或其混合物。
[0129] 本文所使用的术语"赤铁矿"是指例如包括a -Fe203、Y _Fe203、P -FeO. OH或其混 合物的化合物。
[0130] 本文所使用的表述"铁离子"是指例如包括选自所有可能形式的Fe离子的至少一 种类型的铁离子的离子。例如，该至少一种类型的铁离子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0131] 本文所使用的表述"铝离子"是指例如包括选自所有可能形式的Al离子的至少一 种类型的铝离子的离子。例如，该至少一种类型的铝离子可以是A1 3+。
[0132] 本文所使用的表述"至少一种铝离子"是指例如选自所有可能形式的Al离子的至 少一种类型的铝离子。例如，该至少一种铝离子可以是A1 3+。
[0133] 本文所使用的表述"至少一种铁离子"是指例如选自所有可能形式的Fe离子的至 少一种类型的铁离子。例如，该至少一种铁离子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0134] 本文所使用的表述"至少一种沉淀的铁离子"是指例如选自以固体形式沉淀的所 有可能形式的Fe离子的至少一种类型的铁离子。例如，在此类沉淀物中存在的至少一种铁 离子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0135] 本文所使用的程度术语诸如"约"和"近似"意为所修饰术语的合理偏差量，以使得 最终结果未被显著改变。该程度术语应理解为包括所修饰术语的至少±5%或至少±10% 的偏差，只要这种偏差不会使其所修饰的词语的含义无效。
[0136] 本文所使用的术语"ALP"指酸浸提设备（Acid Leaching Plant)。
[0137] 本文所使用的表述"钛氯化物"是指例如选自TiCl2、TiCl3和TiCl 4及其混合物的 化合物。例如，其是指TiCl4。
[0138] 例如，该材料可以使用HCl浸提，该HCl的浓度为约IOwt%至约50wt%、约15wt% 至约 45wt %、约 18wt % 至约 45wt %、约 18wt % 至约 32wt %、约 20wt % 至约 45wt %、约 25wt% 至约 45wt%、约 26wt% 至约 42wt%、约 28wt% 至约 40wt%、约 30wt% 至约 38wt%、 或25wt%至36wt%。例如，可以使用约18wt%或约32wt%的HC1。
[0139] 例如，该材料可以用HCl浸提，该HCl的浓度为约IM至约12M、约2M至约10M、约 3M至约9M、约4M至约8M、至约5M约7M或者约6M。
[0140] 浸提也可以通过向水溶液中加入气相的干燥高浓度酸（例如，85%、90%或95% ) 来进行。或者，浸提也可以通过使用弱酸溶液（例如〈3wt% )来进行。
[0141] 例如，浸提可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt%至约32wt%的HC1，然 后通过在第二反应器中使用浓度为约90%至约95% (气态）的HCl来进行。
[0142] 例如，浸取可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt%至约32wt%的HC1，然 后通过在第二反应器中使用浓度为约90%至约95% (气态）的HCl ;并且通过在第三反应 器中使用浓度为约90%至约95% (气态）的HCl来进行。
[0143] 例如，浸提可以在惰性气体气氛（例如氩气或氮气）下进行。
[0144] 例如，浸提可以在NH3气氛下进行。
[0145] 例如，该材料可以在约125 °C至约225 °C、约140 °C至约165 °C、约145 °C至约 160°C、约 150°C至约 200°C、约 150°C至约 190°C、约 160°C至约 190°C、约 185°C至约 190°C、 约160°C至约180°C、约160°C至约175°C、或约165°C至170°C的温度下浸提。
[0146] 例如，该材料可以在约4barg至约lObarg、约4barg至约8barg或者约5barg至约 6barg的压力下浸提。
[0147] 例如，该材料可以在约50psig至约150psig、约60psig至约lOOpsig、或约70psig 至约80psig的压力下浸提。
[0148] 例如，该材料可以使用HCl浸提，该HCl的浓度为约IOwt%至约50wt%、约15wt% 至约 45wt %、约 18wt % 至约 45wt %、约 18wt % 至约 32wt %、约 20wt % 至约 45wt %、约 25wt% 至约 45wt%、约 26wt% 至约 42wt%、约 28wt% 至约 40wt%、约 30wt% 至约 38wt%、 或25wt%至36wt%。例如，可以使用约18wt%或约32wt%的HC1。
[0149] 浸提也可以通过向水溶液中加入气相的干燥高浓度酸（例如，85%、90%或95% ) 来进行。或者，浸提也可以通过使用弱酸溶液（例如〈3wt% )来进行。
[0150] 例如，浸提可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt%至约32wt%的HC1，然 后通过在第二反应器中使用浓度为约90%至约95%、或95%至100% (气态）的HCl来进 行。
[0151] 例如，浸取可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt%至约32wt%的HC1，然 后通过在第二反应器中使用浓度为约90%至约95% (气态）的HCl ;并且通过在第三反应 器中使用浓度为约90%至约95% (气态）的HCl来进行。
[0152] 例如，浸提可以在惰性气体气氛（例如氩气或氮气）下进行。
[0153] 例如，浸提可以在NH3气氛下进行。
[0154] 例如，第一浸提可以在常压下进行，然后可以减压进行至少一个另外的浸提（例 如1，2或3个后续浸提步骤）。
[0155] 例如，所述方法还可以包括在浸提赤泥之前，预浸提去除在该赤泥中任选包含的 弗I。
[0156] 在浸提之前，材料可以是例如通过球磨机处理的。例如，赤泥可以被降至80%、 85%或90%通过63 iim筛。
[0157] 例如，浸提可以是连续浸提或半连续的。
[0158] 例如，本公开的方法可以是连续的或半连续的。
[0159] 例如，该方法还可以包括通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态 HCl以获得浓度为约18wt%至约45wt%、约26wt%至约42wt%、约25wt%至约45wt%、约 28wt %至约40wt %、约30wt %至约38wt %、约18 %至约36 %或％的组合物。
[0160] 例如，该过程还可以包括通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态 HCl以获得浓度为约18wt%至约45wt%或约25wt%至约45wt%的组合物，并且将该组合物 用于浸提材料。
[0161] 例如，液体可以包含铁氯化物。铁氯化物可以包括FeCl2、FeCl3及其混合物中的至 少一种。
[0162] 例如，液体可以具有至少30wt%的铁氯化物浓度；然后可以在约155°C至约350°C 的温度下水解。
[0163] 例如，该液体可以被浓缩至铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后铁氯化物 可以在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以 生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿。
[0164] 例如，赤铁矿的不可水解成分可以在基于选择性提取的循环回路中浓缩回约 0? 125wt%至约52wt%的浓度。
[0165] 例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后在 约155°C至约350°C的温度下水解。
[0166] 例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后将 该至少一种铁氯化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少 65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿。
[0167] 例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后将 该至少一种铁氯化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少 65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且从所述液体 回收稀土元素和/或稀有金属。
[0168] 例如，所述至少一种铁氯化物可在约150°C至约175°C、155°C至约170°C、或165°C 至约170°C的温度下水解。
[0169] 例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后可将该铁氯 化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以 生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/ 或稀有金属。
[0170] 例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应 以导致MgCl 2沉淀，并且将其回收。
[0171] 例如，该方法还可以包括将MgCl2煅烧成MgO。
[0172] 例如，该方法还可以包含将MgCl2煅烧成MgO,并且通过使所产生的气态HCl与水 接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt%至约45wt%或约18至约45wt%的组合 物，并且将该组合物用于浸提赤泥。
[0173] 例如，该方法可还包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应， 并且基本选择性沉淀Na 2SO4。例如，Na2SO4可以通过使液体与H2SO 4反应而沉淀。
[0174] 例如，该方法可还包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应， 并且基本选择性沉淀K 2SO4。例如，K2SO4可通过添加H2SO 4而沉淀。
[0175] 例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt %的浓缩液；然后铁氯化物在 约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包 含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且使液体与HCl反应。例如，此类方法还 可以包括使液体与H 2SO4反应以基本选择性沉淀Na2SO4。例如，该方法还可以包括使液体与 H 2SO4反应以基本选择性沉淀K2S04。
[0176] 例如，所述方法可以包括使所述方法中获得的干燥的个别盐（例如Na或K盐）与 H2SO 4反应，并且回收HCl，同时产生可出售的K2SOjPNa2SO4，并且回收约15wt%至约90wt% 的盐酸。
[0177] 例如，在所述方法中产生的氯化钠可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钠并且 再生盐酸。氯化钾可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钾并且再生盐酸。氯化钠和氯化 钾盐水溶液可以替换地作为经调整（adapted)的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况 中，产生常见的碱（NaOH和KOH)和漂白剂（NaOCl和KOCl)。
[0178] 例如,该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后,从液体回收NaCl, 使NaCl与H 2SO4反应，并且基本选择性沉淀Na2SO4。
[0179] 例如，该方法还可以包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从液体回收 KCl，使KCl与H 2SO4反应，并且基本选择性沉淀K2SO4。
[0180] 例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属的下游，从液体回收 NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。
[0181] 例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属的下游，从液体回收 KCl，使KCl反应，进行电解以生成KOH和KOCl。
[0182] 例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt %的浓缩液；然后 该至少一种铁氯化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少 65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿；并且从液体提 取NaCl和/或KCl。
[0183] 例如，该方法还可以包括使NaCl与H2SO4反应以基本选择性沉淀Na 2S04。
[0184] 例如，该方法还可以包括使KCl与H2SO4反应以基本选择性沉淀K 2S04。
[0185] 例如，该方法还可以包含进行NaCl的电解以生成NaOH和NaOCl。
[0186] 例如，该方法还可以包含进行KCl的电解以生成KOH和K0C1。
[0187] 例如，该方法可以包括将固体与浸提液分离并洗涤该固体，从而获得纯度为至少 95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99. 5%或至少99. 9%的二氧化硅。
[0188] 例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含氯化物 形式的第一金属的沉淀物。
[0189] 例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含 氯化物形式的第一金属的沉淀物。
[0190] 例如，沉淀AlCl3可以包含结晶AlCl3 ? 6H20。
[0191] 例如，该方法可以包括浸提液与使在所述方法中回收的且浓度为至少30%的HCl 反应，从而获得液体以及包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0192] 例如，第一金属可以选自错、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、猛、镍、钮、钼、杜、磷、 铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。
[0193] 例如，液体可以包含第二金属。
[0194] 例如，第二金属可以选自错、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、猛、镍、钮、钼、杜、磷、 铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。
[0195] 例如，第二金属可以是铁。
[0196] 例如，该方法可以包括将沉淀物与液体分离，并且加热第二金属以将第二金属的 氯化物转化为第二金属的氧化物。
[0197] 例如，该方法可以包括：
[0198] 将固体与浸提液分离；
[0199] 用酸浸提固体以获得另一种浸提液；并且
[0200] 从另一种浸提液中回收第三金属。
[0201] 例如，第三金属可以选自错、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、猛、镍、钮、钼、杜、磷、 铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。
[0202] 例如，第三金属可以是钛。
[0203] 例如，用于浸提的酸可以选自HCl、HN03、H2SO 4及其混合物。
[0204] 例如，该酸可以是HCl。
[0205] 例如，该酸可以是气态HCl。
[0206] 例如，该方法可以包括通过沉淀第三金属而从所述另一种浸提液回收第三金属。
[0207] 例如，第三金属可以通过使其与HCl反应而沉淀。
[0208] 例如，该方法还可以包括加热第三金属以将第三金属的氯化物转化为第三金属的 氧化物。
[0209] 例如，第一金属可以是铝。
[0210] 例如，第一金属可以是镁。
[0211] 例如，第一金属可以是镍。
[0212] 例如，第二金属可以是镁。
[0213] 例如，第二金属可以是镍。
[0214] 例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含 AlCl3 ? 6H20形式的铝离子的沉淀物。
[0215] 例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含 AlCl 3 ? 6H20形式的铝离子的沉淀物。
[0216] 例如，该方法可以包括使浸提液与如本公开所指出的那样回收、再生和/或纯化 的至少30wt%的酸反应，从而获得液体以及包含AlCl 3 ? 6H20形式的铝离子的沉淀物。
[0217] 例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含铝离子 的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0218] 例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含 错离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0219] 例如，铝离子可以以AlCl3(例如AlCl3 *6H20)的形式在结晶器中沉淀，例如，通过 添加浓度为约26wt %至约32wt %的HCl。
[0220] 例如，气态HCl可以具有至少85wt %或至少90wt %的HCl浓度。
[0221] 例如，气态HCl可以具有约90wt%或者约90wt%至约95wt%的HCl浓度。
[0222] 例如，在AlCl3 ? 6H20结晶过程中，液体可以保持为约25wt%至约35wt%或者约 30wt%至约32wt%的HCl浓度。
[0223] 例如，结晶可以在约45°C至约65°C或者约50°C至约60°C的温度下进行。
[0224] 例如，AlCl3. 6H20的结晶可通过添加浓缩的气态HCl以达到在结晶器中建立游离 HCl的专有浓度来进行。从晶体获得的平均产物（results)，例如六水合物晶体，可以供给 于煅烧单元。AlClyK解和转化可以发生在非常低的温度（〈200°C)下。该晶体可以通过 第一步，其中发生分解随后是进行煅烧。可以操作循环流化床以使能量消耗比六水合物晶 体煅烧通常所需的能量小30%。若需要，所产生的氧化铝可以被洗涤以去除未转化的盐。
[0225] 例如，HCl可以由所产生的气态HCl获得。
[0226] 例如，在本公开的方法中，给定的批次或量的含铝的材料将被浸提，然后将被转化 成AlCl 3，并且此时，AlCl3煅烧为Al2O3的过程中产生的HCl将被用于浸提另一个给定的批 次或量的含铝的材料。
[0227] 例如，该方法可以包括以至少 180°C、230°C、250°C、300°C、350°C、400°C、450°C、 500 °C、550 °C、600 °C、650 °C、700 °C、750 °C、800 °C、850 °C、900 °C、925 °C、930 °C、1000 °C、 1100°C、1200°C或1250°C的温度加热所述沉淀物，以将AlCl3转化成A1 203。
[0228] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括AlCl 3煅烧。
[0229] 例如，煅烧对将AlCl3转化成0 -Al2O3是有效的。
[0230] 例如，煅烧对将AlCl3转化成a -Al2O3是有效的。
[0231] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括通过两阶段循环流化床反应器进行煅烧。
[0232] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括通过包括预热系统的两阶段循环流化床反应 器进行煅烧。
[0233] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括在例如约300°C至约600°C、约325°C至约 550°C、约 350°C至约 500°C、约 375°C至约 450°C、约 375°C至约 425°C、或约 385°C至约 400°C 的低温下和/或喷射蒸汽下进行煅烧。
[0234] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括在例如至少180°C、至少250°C、至少300°C、 至少350°C的低温下和/或喷射蒸汽下进行煅烧。
[0235] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括在例如小于600°C的低温下和/或喷射蒸汽 下进行煅烧。
[0236] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括通过使用煤作为燃烧源并且通过使用脱气单 兀来进行煅烧。
[0237] 例如，该方法可以包括通过进行AlCl3 ? 6H20煅烧而将AlCl3 ? 6H20转化成Al2O3, 该煅烧包括蒸汽喷射。
[0238] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以在约200psig至约700psig、约300psig至约 700psig、约 400psig 至约 700psig、约 550psig 至约 650psig、约 575psig 至约 625psig、或 约590psig至约610psig的压力下喷射。
[0239] 例如，可以喷射蒸汽（或水蒸汽）并且等离子体焰炬可以用于进行流化。
[0240] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以是过热的。
[0241] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以为约300°C至约400°C的温度。
[0242] 例如，来自煅烧时产生的废气的酸可以随后通过气相纯化法处理。
[0243] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括用一氧化碳（CO)进行煅烧。
[0244] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包括用炼厂气（Refinery Fuel Gas，RFG)进行煅 烧。
[0245] 例如，煅烧可以通过喷射水蒸汽或蒸汽和/或通过使用选自化石燃料、一氧化碳、 炼厂气、煤或含氯气体和/或溶剂的燃烧源来进行。
[0246] 例如，煅烧可以通过喷射水蒸汽或蒸汽和/或通过使用选自天然气或丙烷的燃烧 源来进行。
[0247] 例如，煅烧可以通过用电加热、气体加热、微波加热提供热量来进行。
[0248] 例如，该方法可以包括以Al (OH) 3形式沉淀Al3+离子。例如，以Al (OH) 3形式沉淀 Al3+离子是在约7至约10 ;约9至约10 ;约9. 2至约9. 8 ;约9. 3至约9. 7 ;约9. 5 ;7. 5至 约8. 5 ;约7. 8至约8. 2 ;或约8的pH下进行的。
[0249] 例如，铁离子可以在大于11的pH、大于12的pH、在10至11之间的pH、约11. 5至 约12. 5的pH，或约11. 8至约12. 0的pH下沉淀。
[0250] 例如，Al3+离子被纯化。
[0251] 例如，该方法可以包括以AlCl3的形式沉淀Al3+离子，从而纯化Al 3+离子。例如， 沉淀AlCl3可以通过以AlCl3 ? 6H20的形式结晶AlCl3来进行。
[0252] 例如，该方法可以包括将AlCl3转化成Al2O 3，例如，通过在惰性气体气氛下将AlCl3 转化成Al2O3，或者通过在氮气气氛下将AlCl3转化成Al 2O315
[0253] 将所得到的氧化铝可以由软化水洗涤，以至少部分地除去NaCl和/或KC1。
[0254] 例如，流化床反应器可以包括选自金属氯化物的金属催化剂。
[0255] 例如，流化床反应器可以包括金属催化剂，其为FeCl3、FeCl2或其混合物。
[0256] 例如，流化床反应器可以包括金属催化剂，其为FeCl3。
[0257] 例如，预热系统可以包含等离子体焰炬。
[0258] 例如，可以将蒸汽用作加热流化介质。加热也可以是电的。
[0259] 例如，等离子体焰炬可以用于预热所述煅烧反应器。
[0260] 例如，等离子体焰炬可以用于预热进入所述煅烧反应器的空气。
[0261] 例如，等离子体焰炬可以用于生成喷射入煅烧反应器的蒸汽。
[0262] 例如，等离子体焰炬可以有效用于产生在流化床反应器中作为流化介质的蒸汽。
[0263] 例如，等离子体焰炬可以用于预热流化床。
[0264] 例如，煅烧介质对于O2(或氧化）可以是基本中性的。例如，煅烧介质可以有利于 还原（例如约IOOppm的CO浓度）。
[0265] 例如，煅烧介质可以有效地防止Cl2的形成。
[0266] 例如，该方法可包括通过进行AlCl3 ? 6H20的煅烧而将AlCl3 ? 6H20转化成Al2O3, 例如，所述煅烧由包含以下的气体混合物的燃烧而提供：
[0267] CH4 :0 至约 Ivol % ;
[0268] C2H6 :0 至约 2vol% ;
[0269] C3H8 :0 至约 2vol% ;
[0270] C4H1。：?至约 Ivol % ;
[0271] N2 :0 至约 0? 5vol % ;
[0272] H2 :约 0? 25 至约 15. Ivol % ;
[0273] CO :约 70 至约 82. 5vol % ;和
[0274] CO2 :约 I. 0 约 3. 5vol%
[0275] 此类混合物可有效地减少15. 3 %至16. 3 %的废气体积；因此基于循环流化 床的实际操作，证明了 15. 3 %至16. 3 %的容量增量。因此，对于相同的流，这代表了 0.65*16.3%= 10. 6%的运营支出（Opex)。
[0276] 例如，在流化床中空气与天然气之比（NmVh比Nm3A)可以为约9. 5至约10。
[0277] 例如，在流化床中空气与CO气体之比（NmVh比Nm3A)可以为约2至约3。
[0278] 例如，所述气体混合物可基本上不存在02。
[0279] 例如，该方法可以包括在浸提含铝的材料之前，预浸提去除在含铝的材料中任选 包含的。
[0280] 例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固 体，将该固体与该浸提液分离；并进一步处理该固体以将其中包含的SiO 2与TiO2分离。
[0281] 例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固 体，将该固体与该浸提液分离；并进一步处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。
[0282] 例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固 体，将该固体与该浸提液分离；并进一步用HCl处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。
[0283] 例如，该方法可以包括用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将 该固体与该浸提液分离；并进一步用HCl在氯化物存在下（例如选自碱金属氯化物和碱土 金属氯化物）处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。
[0284] 例如，该固体可以用HCl和氯化物处理以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固 体部分，并且其中将该液体部分与该固体部分分离。
[0285] 例如，该固体可以用HCl和氯化物处理以获得包含TiCl4的液体部分。
[0286] 例如，该方法还可以包含将TiCl4转化成TiO2。
[0287] 例如，TiCl4可以通过第三液体馏分的溶剂提取并随后由溶剂提取形成二氧化钛 而转化成TiO 2。
[0288] 例如，TiCl4可以与水和/或碱反应，以使TiO2沉淀。
[0289] 例如，TiCl4可以通过高温水解而转化为TiO2，由此产生HCl。
[0290] 例如，TiCl4可以通过高温水解而转化为TiO2，由此产生被再循环的HCl。
[0291] 例如，固体可以包括TiO2和SiO2，并且固体可以用Cl 2和碳处理以得到液体部分和 固体部分，并且其中该固体部分与该液体部分彼此分离。
[0292] 例如，液体部分可以包含TiCl2和/或TiCl4。
[0293] 例如，液体部分可以包含TiCl4。
[0294] 例如，该方法还可以包括加热TiCl4以将其转化成TiO2。
[0295] 例如，所得到的TiO2可以通过等离子体焰炬而纯化。
[0296] 例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固 体，将该固体与该浸提液分离；并且进一步用浓度小于20wt %的HCl在低于85°C的温度下、 在氯化物存在下处理该固体，从而将其中包含的Si与Ti分离。
[0297] 例如，氯化物可以选自碱金属氯化物和碱土金属氯化物。
[0298] 例如，氯化物可以是MgCl2或CaCl2。
[0299] 在浸提后，钛离子以钛氯化物的形式处于液相，并且Si保持固体。因此，Si可以 简单地通过固/液分离而与Ti分离。然后，钛氯化物可被转化为TiO 2。必须注意的是氯氧 化钛也可存在于该浸提液中。
[0300] 在CA2513309中讨论了从浸提液回收钛的各种方法，其全部内容通过引用整体并 入文本。
[0301] 例如，分离方法如溶剂提取、沉淀或离子交换可以用于除去杂质，各种杂质诸如 铁、铬和钒，随后是钛的回收。这些技术中的一些在US6500396中讨论（其全部内容通过引 用整体并入本文）。
[0302] 例如，在为了纯化钛离子，浸提液可以用有机相处理。可以选择该有机相，以使给 定的离子可以被选择性地提取入有机相，而钛离子留在水溶液中。因此，也可以获得高纯度 的该给定金属的氧化物。
[0303] 有机相的实例为季铵氯化物、胺（伯、仲或叔）、磷酸和次膦酸及其酯和氧化物，例 如磷酸三-正丁酯、二-2-乙基己基磷酸和氧化膦。有机相可以被剥离铁值，并回收。可以 选择这样的有机相，以使钛氯化物可以在有机相中是可溶的。例如，选择有机相，以使该有 机相与钛氯化物可以通过分馏而分离（例如在有机相和钛氯化物之间的沸点的分离）。
[0304] 例如，钛氯化物可以用水或碱（如氧化镁）进行处理，或者通过将溶液的温度提升 至85-1KTC，以实现二氧化钛的沉淀。
[0305] 所得到的钛氯化物产物也可以在高温水解反应器中进行煅烧或在等离子体焰炬 中处理，以使其转化成TiO 2。
[0306] 例如，将AlCl3转化成Al2O3可以包含进行一步煅烧。
[0307] 例如，煅烧可以通过蒸汽而在不同温度下进行。应用的过热蒸汽的温度可为约 350°C至约 550°C或约 350°C至约 940°C或约 350°C至约 1200°C。
[0308] 例如，可以进行水解器的多阶段蒸发步骤以大幅度降低能耗。
[0309] 例如，该方法可以有效地提供至少93%、至少94%、至少95%、约90%至约95%、 约92%至约95%、或约93%至约95%的Al 2O3回收率。
[0310] 例如，该方法可以有效提供至少98%、至少99%、约98%至约99. 5%，或约98. 5% 至约99. 5%的Fe2O3回收率。
[0311] 例如，该方法可以有效提供至少96%、至少97%、至少98%或约96%至约98%的 MgO回收率。
[0312] 例如，该方法可有效提供至少98%、至少99%或约98%至约99. 9%的HCl回收 率。
[0313] 例如，该方法可以通过使用内部浓度回路的内部过程而有效提供回收率为约75% 至约96. 5 %的稀土元素氯化物（REE-Cl)和稀有金属氯化物（RM-Cl)。
[0314] 例如，该方法可以对不可水解成分有效提供约99. 75%的盐酸回收率。
[0315] 例如，含铝的材料可以是赤泥。
[0316] 例如，含铝的材料可以选自工业耐火材料。
[0317] 例如，含铝的材料选自硅铝酸盐矿物。
[0318] 例如，该方法可以有效避免产生赤泥。
[0319] 例如，所得到的氧化铝和其它产物基本不含赤泥。
[0320] 例如，HCl可以被再循环。例如，该在循环的HCl可以为浓缩的和/或纯化的。
[0321] 例如，回收的HCl可以为气态HCl并且可以用H2SO4处理以降低在该气态HCl中存 在的水量。
[0322] 例如，回收的HCl可以为气态HCl并且可以通过填充柱以与H2SO4逆流接触，从而 降低在该气态HCl中存在的水量。
[0323] 例如，气态HCl通过H2SO4可以被浓缩和/或纯化。例如，气态HCl可以通过填充 柱，其中使其与H 2SO4逆流接触。例如，通过这样做，HCl的浓度可以增加至少50wt%、至 少 60wt%、至少 70wt%、至少 75wt%、至少 SOwt1%、约 50wt% 至约 SOwt1%、约 55wt%至约 75wt%或约60wt%。例如，该柱可以填充有聚合物如聚丙烯（PP)或对苯二甲酸丙二醇酯 (PTT)。
[0324] 例如，气态HCl可以通过CaCl2或LiCl而浓缩和/或纯化。例如，气态HCl可以 通过填充有CaCl 2或LiCl的柱。通过这样做，可以降低HCl中的水量。
[0325] 例如，气态HCl的浓度从处理前的低于共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的 值。
[0326] 例如，一旦结晶化，碱金属（主要是Na)可以被加工以回收高度浓缩的盐酸（HCl)。 用于转化而选择的方法可以产生化学工业中常用的增值产物。例如，为从碱（alkali)产生 漂白剂，可以向经调整的小型氯-碱电解池供给氯化钠盐水溶液。其可以是例如两步法，其 中使盐水经历高电流，并使用氯（Cl 2)和氢气（H2)生产碱（NaOH)。可以使H2和Cl2经历常 规火焰，其中高度浓缩的酸以气相产生并且可以直接用于结晶阶段。
[0327] 例如，通过本公开的方法获得的各种产物如氧化铝、赤铁矿、钛氧化物、氧化镁、稀 土元素和稀土金属等还可以通过等离子体焰炬而纯化。例如，可以将其单独地喷射入等离 子体焰炬以进一步将其纯化。
[0328] 例如，该方法还可以包括将氧化铝（Al2O3)转化为铝。将氧化铝转化成铝可 以例如通过使用Hall-H6roult法进行。在各种专利和专利申请如US20100065435 ; US20020056650 ;US5876584 ;US6565733中对这样的公知方法进行提及。转化也可以通过其 它方法进行转化，例如US7867373 ;US4265716 ;US6565733中描述的那些方法（将氧化铝转 化成硫化铝，随后将硫化铝转化为铝）。例如，铝可以通过使用还原环境和碳在低于200°C 的温度下生产。铝也可以通过使用钾和无水氯氯化物还原（Wohler法）而产生。例如，其 中将Al 2O3转化成铝可以是通过将Al2O3转化成Al2S 3，然后将Al2S3转化成铝而进行的。
[0329] 例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应以获得液体和包含MgCl2的沉淀 物。
[0330] 例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应以获得液体和包含MgCl2的沉淀 物。
[0331] 例如，从本公开的方法所回收的NaCl可以与SO2反应，从而产生HCl和Na 2S04。这 样的反应是放热反应，其可以产生可用于使涡轮活动并且最终发电的蒸汽。
[0332] 例如，固体可以包括TiO2和SiO2并且固体可以用Cl 2和碳处理，以得到液体部分 和固体部分，并且其中将该固体部分和该液体部分彼此分尚。
[0333] 例如，所述至少一种金属可以包含选自诸如铝、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、 锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属的第一金 属。
[0334] 例如，第一金属可以是铝。
[0335] 例如，该方法可以包括使第一浸提液与气态HCl反应以获得液体和包含铝离子的 沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0336] 例如，该方法可以包括使第一浸提液与干燥的气态HCl反应以获得液体和包含铝 离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0337] 例如，第一浸提液可以包含Al离子和/或Fe离子。
[0338] 例如，Al离子可以基本选择性地以AlCl3 ? 6H20的形式从第一浸提液沉淀。
[0339] 例如，Al离子可以基本选择性地以AlCl3 ? 6H20的形式从第一浸提液沉淀。
[0340] 例如，Fe离子可以通过经由水解将其转化为Fe2O3而基本选择性地提取。
[0341] 例如，固体可以包括TiO2和SiO2并且固体可以用Cl 2和碳处理，以得到包括钛氯 化物的液体部分以及固体部分，并且其中将该固体部分和该液体部分彼此分离。
[0342] 例如，包括加热钛氯化物以将其转化成Ti02。
[0343] 根据图1所示的一个实例，该方法可以涉及以下步骤（图1中的参考符号对应于 以下步骤）：
[0344] 1-使含铝的材料减小至平均粒径为约50 ii m至约80 ii m。
[0345] 2-减小且分类的材料用盐酸处理，其允许在预定温度和压力下溶解铝和其它成分 如铁、镁和包括稀土元素和/或稀有金属的其它金属。二氧化硅和钛（如果在原料中存在） 保持完全未溶。
[0346] 3-来自浸提步骤的母液然后经历分离、清洗阶段，以从溶液中的金属氯化物分离 纯化的二氧化硅。纯化的硅石可以然后任选地经历一个或两个额外的浸提阶段（例如在约 150°C至约160°C的温度下），从而使二氧化硅的纯度增加至高于99. 9%。在二氧化硅中包 含的TiO2可以通过将HCl和MgCl2用作浸滤剂组合物而进行的浸提来与二氧化硅分离。
[0347] 4-然后通过在结晶器中喷洒干燥且高度浓缩的气态氯化氢而由该气态氯化氢提 高从步骤1获得的废酸（浸提液）的浓度。这导致氯化铝六水合物（沉淀物）结晶且具有 最少的其它杂质。根据在此阶段铁氯化物的浓度，可以需要进一步结晶步骤。然后将该沉 淀物与液体分离。例如，晶体的粒径可以为约100 U m至约500 ii m、约200 ii m至约400 ii m、 或约200 ii m至约300 ii m。或者，晶体的粒径可以为约100 ii m至约200 ii m、约300 ii m至约 400 u m、或约 400 u m 至 500 u m。
[0348] 5-该氯化铝六水合物然后在高温下煅烧（例如，通过回转窑、流化床等），以获得 氧化铝形式。然后回收高度浓缩的气态氯化氢，并且以水溶液形式使其过量成为可能的最 高浓度，从而在酸浸提步骤中使用（再循环）。酸也可以以气相直接送到酸纯化阶段以使 HCl浓度从约30wt%增加至约95wt%。这可以做到，例如，在干燥阶段期间。
[0349] 6-铁氯化物（从步骤4获得的液体）然后预浓缩并基于Fe2O3(赤铁矿形式）提 取而在低温下水解，并从其水解回收酸。煅烧步骤（步骤5)、浸提部分放热反应（步骤1) 和该方法的其它部分的热回收被回收到预浓缩器中。
[0350] 10-在除去赤铁矿后，可以处理富含稀土元素和/或稀有金属的溶液。如图3可 见，可以完成内部再循环（在除去赤铁矿后），富含稀土元素和/或稀有金属的溶液可以用 于结晶阶段4。稀土元素和/或稀有金属的提取可以如PCT/CA2012/000253和/或PCT/ CA2012000419所描述的那样来完成。这两个文献的全部内容通过引用整体并入本文。
[0351] 其它不可水解的金属氯化物（Me-Cl)如MgCl2等然后经历以下步骤 ：
[0352] 7-然后在低温下通过向结晶器中喷洒干燥且高度浓缩的气态氯化氢而由该气态 氯化氢提高富含氯化镁和其它不可水解产物的溶液的浓度。这导致MgCl 2以六水合物形成 沉淀，例如在氯化钠和氯化钾去除之后。
[0353] 8-氯化镁六水合物然后煅烧（通过回转窑、流化床等），并且由此再生非常高浓度 的盐酸并使其返回浸提步骤。
[0354] 9-其它Me-Cl经历标准高温水解步骤，其中可以产生混合氧化物（Me-O)并且再生 共沸点（ 2〇. 2Wt % )的盐酸。
[0355] NaCl可以经历与H2SO4的化学反应以产生Na2SO4和浓度等于或高于共沸浓度的 HC1。此外，KCl可以经历与H2SO4的化学反应以产生K2SO 4和浓度高于共沸浓度的HC1。可 以将氯化钠和氯化钾盐水溶液作为经调整的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况下， 产生了常见的碱（NaOH和K0H)和漂白剂（NaOCl和K0C1)以及HCl。
[0356] 例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后可以将铁氯 化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以 生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并回收赤铁矿。
[0357] 例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后可以将铁氯 化物在约155°C至约350°C的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以 生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并回收赤铁矿；并且从该液体回收稀土元素和/ 或稀有金属。例如，该方法还可以包含在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使该液体与 HCl反应以导致MgCl 2沉淀，并且将其回收。
[0358] 然而，本领域技术人员将理解，连续方法可以处理高百分比的二氧化硅（>55% ) 和杂质以及相对低百分比的铝（例如，低至约15%)，并且仍然是经济和技术上可行的。可 以对Al2O 3获得令人满意的收率（>93-95% )，以及对稀土元素和/或稀有金属获得大于 75%、85%或90%的收率。在大多数情况下，不需要预先热处理。本公开所披露的方法可以 涉及对于非常高浓度（strength)的浸提和酸回收的特殊技术，由此与碱过程相比提供诸 多优点。
[0359] 在步骤1中，待处理的材料无论是否进行热处理均被粉碎、碾磨、干燥和分级以具 有约50 ii m至约80 ii m的平均粒径。
[0360] 在步骤2中，经研磨的材料被引入反应器中，并将经历浸提阶段。
[0361] 在步骤2中使用的浸提盐酸可以从步骤5、6、8、9、10和11中再循环或再生（参 见图3)，其浓度可以从15wt%至45wt%变化。更高浓度可以使用膜分离、低温和/或高压 方法来获得。酸浸提可以在压力和在接近其沸点的温度下进行，由此允许最小的蒸煮时间 (digestion time)和延长的反应程度（90% -100% )。浸提（步骤2)可以以半连续方式 实现，其中具有残余的游离盐酸的废酸被替换为在反应某个阶段的或者允许酸/矿物比率 降低的高度浓缩的酸，从而降低了反应时间并改善了反应动力学。例如，动力学常数k可以 是：0. 5-0. 75g/mole. L。例如，浸提可以为连续浸提。
[0362] 如前面所指出的，碱金属、铁、镁、钠、钙、钾、稀土元素和其它元素也将在不同的阶 段呈氯化物形式。二氧化硅和任选的钛可以保持不溶并且将经历（步骤3)液/固分离和 清洗阶段。本公开的方法倾向于回收最大量的残留的游离盐酸和溶液中的氯化物以最大化 盐酸回收率，使用诸如倾斜分级（rake classifying)、带式过滤器过滤、高压、旋转过滤器 离心等。纯SiO2(-个额外的浸提阶段）用纯度99%的纳米水清洗。不含二氧化硅的母液 随后被称为废酸（各种金属氯化物和水），并且进到结晶步骤（步骤4)。游离HCl及氯化 物回收可以为至少99%、99. 5%、99. 9%或99. 99%。
[0363] 在步骤4中，然后将具有大量氯化铝的废酸（或浸提液）用从步骤5获得或回收 的干燥且高度浓缩的气态氯化氢饱和，或用>30wt%的HCl水溶液饱和,这产生氯化错六水 合物（AlCl 3 *6H20)沉淀物。保留的沉淀物然后被洗涤并过滤或离心分离，之后送入煅烧阶 段（步骤5)。来自第4步中的其余的废酸然后被处理至酸回收系统（步骤6至8)，其中将 获得纯次级产物（secondary product)。
[0364] 在步骤5中，铝氧化物（二氧化铝）是直接从高温条件下获得的。以气体形式 获得的高浓度的氯化氢可以供给至步骤4和7以用于结晶，其中可以通过疏水膜对其处 理。过量的氯化氢被吸收，并且作为再生酸用于步骤2的高度浓缩的酸，高于共沸点浓度 (>20. 2% )。例如，这样的浓度可为约18wt%至约45wt%、约25wt%至约45wt%或25wt% 至36wt%。酸也可以以气相（>30wt%)直接重新导向酸纯化。
[0365] 步骤4之后，各种氯化物衍生物（主要是铁以及镁和稀土元素和稀有金属）接下 来经历铁提取步骤。这样的步骤可以例如通过使用在W02009/153321中公开的技术而进 行，其全部内容通过引用并入本文。此外，赤铁矿可以加入晶种以用于晶体生长。例如，赤 铁矿引晶可以包括再循环引晶。
[0366] 在步骤6中，进行了在低温（155-350°C)下的水解并且产生了纯的Fe2O 3 (赤铁矿） 并且再生了至少有15%浓度的盐酸。如W02009/153321所述的方法处理氯化亚铁和氯化 铁、其可能的混合物及游离盐酸的溶液，通过一系列步骤，即预浓缩步骤、氯化亚铁被氧化 成高铁形式的氧化步骤，以及最后通过水解步骤进入称为水解器的操作单元，其中氯化铁 的浓度保持为65wt %，以产生浓度确保氯化氢浓度为15-20. 2 %的富气体蒸汽，以及将经 历物理分离步骤的纯赤铁矿。冷凝的潜热被回收至预浓缩并与来自煅烧阶段（步骤5)的 过量热量一起用作制热输入。
[0367] 来自水解器的母液（步骤6)可以被部分地再循环至其中观察到不可水解成分浓 度增加的第一步骤结晶过程。在去除铁之后，液体富集有其它非可水解成分，并且主要包括 氯化镁或其它成分（各种氯化物）以及例如仍为氯化物形式的稀土元素和稀有金属的可能 的混合物。
[0368] 氯化物形式的稀土元素和稀有金属以百分比形式高度浓缩进入水解器操作单 元（步骤6)并从母液提取（步骤10)，其中各种已知技术可以用于提取该一系列单独的 RE-O(稀土氧化物）。其中，本公开的方法允许在水解器内将以下元素浓缩至高浓度：钪 (Sc)、镓（Ga)、钇（Y)、镝（Dy)、铈（Ce)、镨（Pr)、钕（Nd)、铕（Eu)、镧（La)、钐（Sm)、钆（Gd)、 铒（Er)、锆（Zr)及其混合物。可以用于提取稀土元素和/或稀有金属的技术可以在以 下文献中找到，例如，Zhou 等人，RARE METALS，Vol. 27, No. 3, 2008,第 223-227 页以及 US 2004/0042945,其全部内容通过引用并入本文。本领域技术人员还将理解，也可以使用通常 用于提取来自拜耳法的稀土元素和/或稀有金属的各种其它过程。例如，各种溶剂提取技 术均可以使用。对某些成分，可以使用涉及辛基苯基酸式磷酸酯（OPAP)和甲苯的技术。HCl 可作为剥离剂。这可以有效地回收Ce 203、Sc203、Er20 3等。例如，可以将利用草酸和金属铁 的不同顺序用于氯化铁分离。
[0369] 来自步骤6和10的富含增值金属（主要是镁）的废酸液被处理至步骤7。该溶液 是用来自步骤5的干燥且高度浓缩的气态氯化氢饱和的，这导致氯化镁六水合物的沉淀。 例如，其可以用30wt%以上的水溶液形式的HCl完成。保留的沉淀物被供给至煅烧阶段步 骤8,其中获得纯的Mg0(>98 Wt% )，并且将高度浓缩的盐酸（例如，至少38% )再生并转移 至浸提步骤（步骤2)。用于步骤7的供替代路线是使用来自步骤8的干燥气态盐酸。
[0370] 在步骤9中，未转化的金属氯化物被处理至高温水解步骤（700_900°C )，以产生混 合的氧化物，并且其中可以回收15-20. 2wt%浓度的盐酸。
[0371] 根据图3所示的另一个实例，该方法可以类似于图1所示的实例，但可以包括如下 面所讨论的一些变体。
[0372] 实际上，如图3所示，该方法可以包括（在步骤6之后或仅在步骤10之前）返回 到结晶步骤4的内部再循环。在这种情况下，来自水解器的母液（步骤6)可以被全部或部 分地再循环到步骤4,其中对于包括稀土元素和/或稀有金属的不可水解成分会发生浓度 增加。
[0373] 这样的步骤可以用于显著增加稀土元素和/或稀有金属的浓度，从而有利于它们 在步骤10中的提取。
[0374] 对于步骤7，如前面所讨论的，然后在低温下通过向结晶器中喷洒干燥且高度浓缩 的气态氯化氢而由该气态氯化氢提高富含氯化镁和其它不可水解产物的溶液的浓度。这可 导致氯化镁以六水合物形式沉淀（例如在氯化钠和氯化钾去除之后）。这也可以用水溶液 形式的HCl来实现。
[0375] 如图3所示，可以添加额外的步骤11。氯化钠可以经历与硫酸的化学反应以获得 硫酸钠，并再生浓度等于或高于共沸点浓度的盐酸。氯化钾可以经历与硫酸的化学反应以 获得硫酸钾，并再生浓度高于共沸点浓度的盐酸。氯化钠和氯化钾盐水溶液可以作为经调 整的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况下，产生常见的碱（NaOH和K0H)和漂白剂 (NaOCl和K0C1)，并且可以在一定程度上再用于本公开方法的其它区域（涤气器等）。
[0376] 图8的方法也类似于图1的方法。这两种方法之间的差异在于步骤4和5。实际 上，在图8方法的步骤4和5中，不同的金属可被转化成氯化物并且结晶（图8的步骤4)， 并通过煅烧而转化成氧化物（图8的步骤5)。因此本领域技术人员将理解，根据待处理的 材料的组成以及浸提阶段的条件，不同的金属可以由此结晶（图8的步骤4)，并经过煅烧阶 段（图8的步骤5)。
[0377] 以下为非限制性实例。
[0378] 实施例1
[0379] 氧化铝和各种其它产物的制备
[0380] 作为起始材料，粘土样品是从加拿大魁北克的Grande Vall6e区域获得的。
[0381] 这些结果代表了用每个约900kg的样品进行的80次测试的平均值。
[0382] 刚开采状态的粗制粘土经研磨并且分类后具有以下组成：
[0383] Al2O3 ：15% -26% ；
[0384] SiO2 ：45% -50% ；
[0385] Fe2O3 ：8% -10% ；
[0386] MgO ： 1 % -2 % ；
[0387] 稀土元素和/或稀有金属：0. 04% -0. 07% ;
[0388] LOI :5%-10%。
[0389] 随后将该材料以两阶段过程在140_170°C下用18-32wt%的HCl浸提。基于去除 粘土的酸浸提成分所需要的化学计量的量，使用化学计量过量10-20%的HCl溶液。在半连 续操作的第一浸提阶段（步骤2)，将粘土与所需量的或总量的某一比例的盐酸接触2. 5小 时。去除废酸后，将粘土与最小18wt%的盐酸溶液在相同的温度和压力下再次接触约1. 5 小时。
[0390] 铁和铝的单阶段浸提所获得的典型的提取曲线在图2中示出。
[0391] 将浸提液过滤，将固体用水洗涤，并且用常规分析技术进行分析（参见图1的步骤 3)。所获得的二氧化硅的纯度为95. 4%，并且其不含任何氯化物或HCl。
[0392] 在另一实施例中，通过额外的浸提步骤，二氧化硅的纯度为99. 67%。
[0393] 在浸提和二氧化硅去除之后，各种金属氯化物的浓度为：
[0394] AlCl3 :15-20% ；
[0395] FeCl2 :4-6%;
[0396] FeCl3 ：〇. 5-2. 0% ；
[0397] MgCl2 ：0. 5-2. 0% ；
[0398] REE-Cl ：0. 1-2%
[0399] 游离 HCl :5_50g/L
[0400] 然后将废酸用气相的约90%至约98%纯的干燥盐酸在两个阶段中结晶，并且在 氯化铝六水合物中形成小于25ppm的铁。HCl的溶液（水相）的浓度为约22%至约32%或 25%至约32%，使Al2O3的回收率为95. 3%。然后将回收的结晶材料（水合物形式的AlCl3, 具有99. 8%的最低纯度）在930°C或1250°C下煅烧，由此获得a-形式的氧化铝。在930°C 加热允许获得3 _形式的氧化铝，而在1250°C加热允许获得a-形式。
[0401] 另一个实施例在低温下进行（在约350°C下分解和煅烧），并且a形式的氧化铝 小于2%。
[0402] 以气相中排出煅烧阶段的HCl浓度是大于30%的浓度，并且用于（再循环）结晶 AlCl 3和MgCl2。过量的盐酸以浸提步骤中所需的和有针对性的浓度被吸收。
[0403] 然后鉴于提取为纯赤铁矿（Fe2O3)，将铁氯化物（三价铁形式为约90-95% )送到 热液过程。这可以用在W02009/153321所描述的低温水解以及从煅烧、高温水解和浸提阶 段充分回收热的技术来完成。
[0404] 将稀土元素和稀有金属从水解器的母液中提取，在水解器中二氧化硅、铝、铁、大 部分的水已被去除，并随后从水解器预浓缩以结晶。明显地，稀土元素在单次通过的水解器 内（即，没有浓缩回路）可以浓缩平均约4.0至10.0倍。已经在水解器（单次通过）内观 察到以下浓缩系数：
[0405] Ce>6
[0406] La>9
[0407] Nd>7
[0408] Y>9
[0409] 其余氯化镁用干燥且高度浓缩的盐酸喷洒，然后煅烧为MgO,同时回收高浓度酸 (例如高达38.4% )。
[0410] 包含其它不可水解组分的混合氧化物（Me-O)然后经历700_800°C的高温水解反 应，并且回收的酸（15 Wt% -20. 2wt% )以新路线送至浸提系统。
[0411] 所获得的总产率：
[0412] Al2O3 :93. 0-95. 03% 的回收率；
[0413] Fe2O3 :92. 65-99. 5%的回收率；
[0414] 稀土元素：最低95%的回收率（混合物）；
[0415] MgO :92. 64-98. 00% 的回收率；
[0416] 丢弃的材料：最高0-5% ;
[0417] HCl总回收率：最低99. 75% ;
[0418] 作为浸提进料的HCl浓度15-32% (水的）；95% (气体）
[0419] 赤泥产生：无。
[0420] 实施例2
[0421] 氧化铝和各种其它产物的制备
[0422] 类似的进料（铝土矿代替粘土）按照实施例1那样被处理，直至浸提阶段，并且显 不在实施例1中确立的条件下其为易于浸提的。对铁提供了 100%的提取率并且对错提供 了 90-95%的提取率。该技术被认为是经济可行的，并且没有产生有害副产物（赤泥）。所 测试的样品具有不同浓度的Al2O 3(高达51% )，Fe2O3(高达27% )和MgO(高达1.5% )。 观察到97.0%的镓提取率。钪提取为95%。
[0423] 实施例3
[0424] HCl气体的富集和纯化：H2S04路线
[0425] H2SO4可以用于进行HCl纯化。其可以通过使用H 2SO4流逆流动的填充柱（参见图 4)。这允许将回收的HCl转化成浓度高于共沸点浓度（20. lwt% )的HCl并且使其浓度最 少增加约60 %至约70%。
[0426] 水被H2SO4吸收，并且随后应用H2SO 4再生，其中使H2SO4回到约95%至约98wt %的 浓度。在这个阶段不含硫的释放水（water release)被再循环回，并用于结晶溶解等。柱 的填充物可以包括聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT)。
[0427] 燃烧能量可以与废气预热空气及氧气富集一起进行。氧气富集：+2%代表火焰温 度增加了最高400°C。
[0428] 实施例4
[0429] HCl气体的富集和纯化：氯化钙至氯化钙六水合物（吸收/解吸过程）
[0430] 如图5所示，CaCl2可以用于干燥HC1。实际上，CaCl2可以用于吸收在HCl中包含 的水。在这种情况下，CaCl 2被转化成其六氯化合物的形式（CaCl2 ? H2O),并且一个饱和系 统最终切换成再生模式，其中从氧化铝和氧化镁喷雾焙烧的煅烧废气中回收的热空气被引 入以再生固定床。或者，其它吸收剂如LiCl可以被用来代替CaCl 2。这样的离子/交换型 过程可以参见图4,并且可以使循环反转以从一个柱切换至另一个柱。
[0431] 本领域技术人员应当理解，在实施例3和4中描述的过程可以以各种不同的方式 来使用。例如，这些方法可以与本公开提出的各种方法结合。例如，此类纯化技术可以与图 1、3、6至8、10A、10BU1A和IlB所示的方法集成。例如，这些技术可以用在选自步骤5、6、 8、9、10和11的至少一个步骤的下游（参见图1和3)。其还可以用在步骤4和/或步骤7 的下游。其还可以用在选自步骤104至步骤111的至少一个步骤的下游（参见图6)。
[0432] 实施例5
[0433] 氧化铝和各种其它产物的制备
[0434] 该实施例是通过使用图6和图7所示的方法进行的。应当注意到图6和图7所示 的方法不同之处仅为图7示出另外的阶段，即阶段112和113。
[0435] 原料制备
[0436] 原料，例如粘土，是在粘土制备设备101中用二级破碎机处理的。在立式辊磨机 (例如Fuller-Loesche LM30. 41)中在干燥基础上进行干磨以及分级。粘土制备101包括 三个辊磨机；二个以约160_180tph的容量运行，而一个待机。若需要，原料可以被降至85% 的原料小于63i!m。经处理的材料然后被储存在均化筒仓中，之后供给至酸浸提设备102。 以下表1示出在阶段101中所获得的结果。如果矿石包含元素氟，那么在进行102阶段之 前可以应用特殊处理。在盐酸存在下，氟可产生氢氟酸。这种酸腐蚀性极强，并且损害人体 健康。因此，浸提102之前，可以完成任选的处理氟分离112。阶段112可以包括在预浸提 处理中用酸处理来自阶段101的经处理的材料，从而去除氢氟酸。因此，根据原料的组成， 可以进行氟分离阶段112 (或预浸提阶段112)。
[0437]表 1

【权利要求】
1. 用于处理赤泥的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将所述固体与所述浸提液 分离； 使所述浸提液与HC1反应以获得液体和包含A1C13形式的所述铝离子的沉淀物，并且 将所述沉淀物与所述液体分离；并且 在有效将A1C13转化成A1203的条件下加热所述沉淀物，并且任选地回收所产生的气态 HC1。
2. 如权利要求1所述的方法，其中使用浓度为约25wt %至约45wt %的HC1浸提所述赤 泥。
3. 如权利要求1所述的方法，其中在约125°C至约225 °C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
4. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
5. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提赤泥。
6. 如权利要求1所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
7. 如权利要求1所述的方法，其中使用浓度为约18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤 泥。
8. 如权利要求1所述的方法，其中在约125°C至约225°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
9. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
10. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
11. 如权利要求1所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
12. 如权利要求1所述的方法，其中在约125 °C至约225°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
13. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
14. 如权利要求1所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
15. 如权利要求1所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
16. 如权利要求1所述的方法，其中在约140°C至约165°C的温度下使用浓度为约4M至 约8M的HC1浸提所述赤泥。
17. 如权利要求1所述的方法，其中在约140°C至约165°C的温度和约60psig至约 90psig的压力下使用浓度为约6M的HC1浸提所述赤泥。
18. 如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述方法还包括通过使所产生的气 态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约25wt %至约45wt %的组合物，并且 将所述组合物用于浸提所述赤泥。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获得 浓度为约26wt%至约42wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约125°C至约225°C的温 度下与所述赤泥反应以将其浸提。
20. 如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获得 浓度为约28wt%至约40wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约15(TC至约20(TC的温 度下与所述赤泥反应以将其浸提。
21. 如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获得 浓度为约30wt%至约38wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约15(TC至约20(TC的温 度下与所述赤泥反应以将其浸提。
22. 如权利要求21所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获得 浓度为约18wt%至约36wt%的所述组合物。
23. 如权利要求21所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获得 浓度为约25wt%至约36wt%的所述组合物。
24. 如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约160°C至约180°C的温度下与所 述赤泥反应以将其浸提。
25. 如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约160°C至约175°C的温度下与所 述赤泥反应以将其浸提。
26. 如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约165°C至约170°C的温度下与所 述赤泥反应以将其浸提。
27. 如权利要求1至26中任一项所述的方法，其中所述液体包含至少一种铁氯化物。
28. 如权利要求27所述的方法，其中所述至少一种铁氯化物为FeCl2、FeCl3或其混合 物。
29. 如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓 度为至少3〇Wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解。
30. 如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓 度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁氯化 物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合 物，并且回收所述赤铁矿。
31. 如权利要求27或28所述的方法，其中在约165°C至约170°C的温度下水解所述至 少一种铁氯化物。
32. 如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓 度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁氯化 物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合 物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。
33. 如权利要求32所述的方法，其中在约155°C至约170°C的温度下水解所述至少一种 铁氯化物。
34. 如权利要求32或33所述的方法，还包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有金属 之后，使所述液体与HC1反应以导致MgCl 2沉淀，并且将其回收。
35. 如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO。
36. 如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO,并且通过使所产生 的气态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约25wt %至约45wt %的组合物， 并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。
37. 如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO,并且通过使所产生 的气态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约18wt%至约45wt%的组合物， 并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。
38. 如权利要求32至37中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金 属回收的下游，从所述液体回收NaCl，使所述NaCl与H 2S04反应，并且基本选择性地沉淀 Na2S04〇
39. 如权利要求32至38中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属 回收的下游，从所述液体回收KC1，使所述KC1与H 2S04反应，并且基本选择性地沉淀K2S04。
40. 如权利要求32至37中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属 回收的下游，从所述液体回收NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。
41. 如权利要求32至37及40中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀 有金属回收的下游，从所述液体回收KC1，使所述KC1反应，进行电解以生成K0H和K0C1。
42. 如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓 度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁氯化 物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合 物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体提取NaCl和/或KC1。
43. 如权利要求42所述的方法,还包括使所述NaCl与H2S04反应以基本选择性地沉淀 Na2S04〇
44. 如权利要求42所述的方法，还包括使所述KC1与H2S04反应以基本选择性地沉淀 K2S04。
45. 如权利要求42所述的方法，还包括进行所述NaCl的电解，以生成NaOH和NaOCl。
46. 如权利要求42所述的方法，还包括进行所述KC1的电解，以生成K0H和K0C1。
47. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸 提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少95%的二氧化硅。
48. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸 提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少98%的二氧化硅。
49. 如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸 提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少99%的二氧化硅。
50. 如权利要求1至49中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与 气态HC1反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶 A1C13 · 6H20 而形成。
51. 如权利要求1至49中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与干 燥气态HC1反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶 A1C13 · 6H20 而形成。
52. 如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HC1具有至少85wt%的HC1浓度。
53. 如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HC1具有至少90wt %的HC1浓度。
54. 如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HC1具有约90wt%的HC1浓度。
55. 如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HC1具有约90wt%至约95wt%的 浓度。
56. 如权利要求50至55中任一项所述的方法，其中在A1C13 ·6Η20的所述结晶过程中， 所述液体保持为约25wt%至约35wt%的HC1浓度。
57. 如权利要求50至55中任一项所述的方法，其中在A1C13 ·6Η20的所述结晶过程中， 所述液体保持为约30wt%至约32wt%的HC1浓度。
58. 如权利要求50至57中任一项所述的方法，其中所述HC1是由所述所产生的气态 HC1获得的。
59. 如权利要求1至58中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与在所 述方法中回收的且浓度为至少30%的HC1反应，以获得所述液体和包含所述铝离子的所述 沉淀物，所述沉淀物通过结晶A1C1 3 · 6H20而形成。
60. 权利要求50至59中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约45°C至约65°C的温 度下进行的。
61. 权利要求50至59中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约50°C至约60°C的温 度下进行的。
62. 如权利要求1至61中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过煅烧A1C13 ·6Η20 而将 A1C13 · 6Η20 转化成 Α1203。
63. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1200°C的温度 下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
64. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1250°C的温度 下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
65. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少900°C的温度 下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
66. 如权利要求1至65中任一项所述的方法，其中所述方法包括将A1C13 · 6H20转化 成 a -A1203。
67. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少350°C的温度 下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
68. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约350°C至约500°C 的温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
69. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375°C至约450°C 的温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
70. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375°C至约425°C 的温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
71. 如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约385°C至约400°C 的温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
72. 如权利要求68至72中任一项所述的方法，其中所述方法包括将A1C13 · 6H20转化 成 β -A1203。
73. 权利要求1至72中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6H20转化成A1203包括通过 两阶段循环流化床反应器进行煅烧。
74. 权利要求1至72中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6H20转化成A1203包括通过 包括预热系统的两阶段循环流化床反应器进行煅烧。
75. 如权利要求74所述的方法，其中所述预热系统包括等离子体焰炬。
76. 如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地预热进入煅烧反应器的 空气。
77. 如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽被 喷射入煅烧反应器。
78. 如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽作 为流化床反应器中的流化介质。
79. 如权利要求1至78中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6H20转化成A1203包括进 行一步煅烧。
80. 如权利要求1至79中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对A1C13 ·6Η20进 行煅烧而将A1C13 · 6Η20转化成Α1203，所述煅烧包括蒸汽喷射。
81. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约200psig至约700psig的压力喷射。
82. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约300psig至约700psig的压力喷射。
83. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约400psig至约700psig的压力喷射。
84. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约550psig至约650psig的压力喷射。
85. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约575psig至约625psig的压力喷射。
86. 如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约590psig至约610psig的压力喷射。
87. 如权利要求80至86中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引 起流化。
88. 如权利要求80至86中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引 起流化。
89. 如权利要求80至88中任一项所述的方法，其中所述蒸汽是过热的。
90. 如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对A1C13 ·6Η20进 行煅烧而将A1C13 ·6Η20转化为A1C13，所述煅烧是通过燃烧化石燃料、一氧化碳、丙烷、天然 气、炼厂气、煤，或氯化气体和/或溶剂来提供的。
91. 如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对A1C13 ·6Η20进 行煅烧而将A1C13 · 6Η20转化成的Α1203，所述煅烧是通过燃烧作为冶炼厂进气或减速器废 气（reducer offgas)的气体混合物提供的。
92. 如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对A1C13 ·6Η20进 行煅烧而将A1C13 · 6Η20转化成的Α1203，所述煅烧是通过燃烧包含以下组分的气体混合物 提供的： CH4 :0 至约 lvol % ; C2H6 :0 至约 2vol% ; C3H8 :0 至约 2vol% ; C4H10 :0 至约 lvol% ; N2 :0 至约 0· 5vol% ; H2 :约 0· 25νο1%至约 15. lvol% ; CO :约 70vol%至约 82. 5vol% ;和 C02 :约 1. Ovol %约 3. 5vol %。
93. 如权利要求92所述的方法，其中所述混合物基本不存在02。
94. 如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对A1C13 ·6Η20进 行煅烧而将A1C13 · 6Η20转化成Α1203，所述煅烧是通过电加热、气体加热、微波加热提供的。
95. 如权利要求1至94中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6Η20转化成Α1203包括通 过流化床反应器进行煅烧。
96. 如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括选自金属氯化物的金属催 化剂。
97. 如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl3、FeCl2或其混合物。
98. 如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl3。
99. 如权利要求1至98中任一项所述的方法，其中所述方法是半连续方法。
100. 如权利要求1至98中任一项所述的方法，其中所述方法是连续方法。
101. 如权利要求1至100中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93%的 ai2o3回收率。
102. 如权利要求1至100中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约90%至约 95%的八1203回收率。
103. 如权利要求1至102中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98%的 Fe203回收率。
104. 如权利要求1至102中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98%至约 99. 5%的Fe203回收率。
105. 如权利要求1至104中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96%的 MgO回收率。
106. 如权利要求1至104中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约96%至约 98%的MgO回收率。
107. 如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98%的 HC1回收率。
108. 如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99%的 HC1回收率。
109. 如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98%至约 99. 9%的HC1回收率。
110. 如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约4barg至约lObarg的压力下 浸提所述赤泥。
111. 如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约4barg至约8barg的压力下 浸提所述赤泥。
112. 如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约5barg至约6barg的压力下 浸提所述赤泥。
113. 如权利要求1至112中任一项所述的方法，还包括在浸提所述赤泥之前，预浸提去 除所述赤泥中任选包含的氟。
114. 如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包含 铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步处理所述固 体以将其中包含的Si和Ti分离。
115. 如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包含 铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步用HC1处理 所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。
116. 如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包含 铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在氯化物的存在下 进一步用HC1处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。
117. 如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包含 铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在低于85°C的温度 下、在氯化物的存在下，进一步用浓度小于20wt%的HC1处理所述固体以将其中包含的Si 和Ti分离。
118. 如权利要求115、116或117所述的方法，其中用HC1和所述氯化物处理所述固体 以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固体部分，并且其中将所述液体部分与所述固体部 分分离。
119. 如权利要求118所述的方法，其中用HC1和氯化物处理所述固体以获得包含TiCl4 的液体部分。
120. 如权利要求119所述的方法，其中所述方法还包括将TiCl4转化为Ti02。
121. 如权利要求120所述的方法，其中通过溶剂提取所述第三液体馏分并随后从所述 溶剂提取形成二氧化钛，从而将TiCl4转化为Ti0 2。
122. 如权利要求120所述的方法，其中TiCl4与水和/或碱反应，以导致Ti02沉淀。
123. 如权利要求120所述的方法，其中通过高温水解将TiCl4转化成Ti02，由此产生 HC1。
124. 如权利要求120所述的方法，其中通过高温水解将TiCl4转化成Ti02，由此产生再 循环的HC1。
125. 如权利要求116至124中任一项所述的方法，其中所述氯化物是MgCl2。
126. 如权利要求114所述的方法，其中所述固体包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳处 理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分 离。
127. 如权利要求126所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl2和/或TiCl4。
128. 如权利要求126所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl4。
129. 如权利要求128所述的方法，还包括加热TiCl4以将其转化成Ti02。
130. 如权利要求116至125及129中任一项所述的方法，其中通过等离子体焰炬纯化 所获得的Ti02。
131. 如权利要求1至130中任一项所述的方法，其中所述方法有效避免产生赤泥。
132. 如权利要求1至130中任一项所述的方法，其中将回收的HC1纯化和/或浓缩。
133. 如权利要求132所述的方法，其中将回收的HC1通过膜蒸馏过程纯化。
134. 如权利要求132所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且用H2S04处理，从而 降低在所述气态HC1中存在的水量。
135. 如权利要求134所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并通过填充柱以与H2S04 逆流接触，从而降低在所述气态HC1中存在的水量。
136. 如权利要求135所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇 酯。
137. 如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增 加至少50%。
138. 如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增 加至少60%。
139. 如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增 加至少70%。
140. 如权利要求132所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且用CaCl2处理，从 而降低在所述气态HC1中存在的水量。
141. 如权利要求140所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且通过填充有CaCl2 的柱，从而降低在所述气态HC1中存在的水量。
142. 权利要求132至141中任一项所述的方法，其中气态HC1的浓度从处理前的低于 共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的值。
143. 用于制备铝的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并将所述固体与所述浸提液分 离； 使所述浸提液与HC1反应以获得液体和包含A1C13形式的所述铝离子的沉淀物，并将 所述沉淀物与所述液体分离； 在有效将A1C13转化成A1203的条件下加热所述沉淀物，并且任选地回收所产生的气态 HC1 ;并且 将所述A1203转化为铝。
144. 如权利要求143所述的方法，其中使用浓度为约25wt %至约45wt %的HC1浸提所 述赤泥。
145. 如权利要求143所述的方法，其中在约125°C至约225°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
146. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
147. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
148. 如权利要求143所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 25wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
149. 如权利要求143所述的方法，其中在约140°C至约165°C的温度下使用浓度为约 4M至约8M的HC1浸提所述赤泥。
150. 如权利要求143所述的方法，其中在约140°C至约165°C的温度和约60psig至约 90psig的压力下使用浓度为约6M的HC1浸提所述赤泥。
151. 如权利要求143所述的方法，其中使用浓度为约18wt %至约45wt %的HC1浸提所 述赤泥。
152. 如权利要求143所述的方法，其中在约125°C至约225°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
153. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
154. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
155. 如权利要求143所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约45wt%的HC1浸提所述赤泥。
156. 如权利要求143所述的方法，其中在约125°C至约225°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
157. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
158. 如权利要求143所述的方法，其中在约160°C至约175°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
159. 如权利要求143所述的方法，其中在约185°C至约190°C的温度下使用浓度为约 18wt%至约32wt%的HC1浸提所述赤泥。
160. 如权利要求143至159中任一项所述的方法，其中所述方法还包括通过使所述所 产生的气态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约25wt%至约45wt%的组 合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。
161. 如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获 得浓度为约26wt%至约42wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约125°C至约225°C的 温度下与所述赤泥反应以将其浸提。
162. 如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获 得浓度为约28wt%至约40wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约150°C至约200°C的 温度下与所述赤泥反应以将其浸提。
163. 如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获 得浓度为约30wt%至约38wt%的所述组合物，并且使所述组合物在约15(TC至约20(TC的 温度下与所述赤泥反应以将其浸提。
164. 如权利要求163所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获 得浓度为约18wt%至约36wt%的所述组合物。
165. 如权利要求163所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HC1与水接触以获 得浓度为约25wt%至约36wt%的所述组合物。
166. 如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约160°C至约180°C的温度下与 所述赤泥反应以将其浸提。
167. 如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约160°C至约175°C的温度下与 所述赤泥反应以将其浸提。
168. 如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约165°C至约170°C的温度下与 所述赤泥反应以将其浸提。
169. 如权利要求1至168中任一项所述的方法，其中所述液体包含至少一种铁氯化物。
170. 如权利要求169所述的方法，其中所述至少一种铁氯化物为FeCl2、FeCl3或其混 合物。
171. 如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化 物浓度为至少3〇Wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解。
172. 如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化 物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁 氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的 组合物，并且回收所述赤铁矿。
173. 如权利要求169或170所述的方法，其中在约165°C至约170°C的温度下水解所述 至少一种铁氯化物。
174. 如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化 物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁 氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的 组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。
175. 如权利要求174所述的方法，其中在约155°C至约170°C的温度下水解所述至少一 种铁氯化物。
176. 如权利要求174或175所述的方法，还包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有 金属后，使所述液体与HC1反应以导致MgCl 2沉淀，并且将其回收。
177. 如权利要求175或176所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO。
178. 如权利要求176或177所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO,并且通过使所产 生的气态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约25wt%至约45wt%的组合 物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。
179. 如权利要求176或177所述的方法，还包括将MgCl2煅烧成MgO,并且通过使所产 生的气态HC1与水接触来再循环所述气态HC1以获得浓度为约18wt%至约45wt%的组合 物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。
180. 如权利要求174至179中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金 属回收的下游，从所述液体回收NaCl，使所述NaCl与H 2S04反应，并且基本选择性地沉淀 Na2S04〇
181. 如权利要求174至180中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属 回收的下游，从所述液体回收KC1，使所述KC1与H 2S04反应，并且基本选择性地沉淀K2S04。
182. 如权利要求174至180中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属 回收的下游，从所述液体回收NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。
183. 如权利要求174至179及182中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀 有金属回收的下游，从所述液体回收KC1，使所述KC1反应，进行电解以生成KOH和K0C1。
184. 如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化 物浓度为至少30wt%的浓缩液；然后在约155°C至约350°C的温度下水解所述至少一种铁 氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt%的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的 组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体提取NaCl和/或KC1。
185. 如权利要求184所述的方法，还包括使所述NaCl与H2S04反应以基本选择性地沉 淀 Na2S04。
186. 如权利要求184所述的方法，还包括使所述KC1与H2S04反应以基本选择性地沉 淀 K2S04。
187. 如权利要求184所述的方法，还包括进行所述NaCl的电解，以生成NaOH和NaOCl。
188. 如权利要求183所述的方法，还包括进行所述KC1的电解，以生成KOH和K0C1。
189. 如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所 述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少95%的二氧化硅。
190. 如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所 述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少98%的二氧化硅。
191. 如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所 述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少99%的二氧化硅。
192. 如权利要求143至191中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液 与气态HC1反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶 A1C13 · 6H20 而形成。
193. 如权利要求143至191中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与 干燥气态HC1反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶 A1C13 · 6H20 而形成。
194. 如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HC1具有至少85wt %的HC1浓 度。
195. 如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HC1具有至少90wt %的HC1浓 度。
196. 如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HC1具有约90wt %的HC1浓度。
197. 如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HC1具有约90wt %至约95wt % 的浓度。
198. 如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中在A1C13 · 6H20的所述结晶过 程中，所述液体保持为约25wt%至约35wt%的HC1浓度。
199. 如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中在A1C13 · 6H20的所述结晶过 程中，所述液体保持为约30wt%至约32wt%的HC1浓度。
200. 如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中所述HC1是由所述所产生的气 态HC1获得的。
201. 如权利要求143至200中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与 在所述方法中回收的且浓度为至少30%的HC1反应，以获得所述液体和包含所述铝离子的 所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶A1C1 3 · 6H20而形成。
202. 权利要求192至201中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约45°C至约65°C的 温度下进行的。
203. 权利要求192至201中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约50°C至约60°C的 温度下进行的。
204. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化成A1203。
205. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1200°C的 温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
206. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1250°C的 温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
207. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少900°C的 温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
208. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括将A1C13 ·6Η20转 化成 α _Α1203。
209. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少350°C的 温度下加热所述沉淀物以将A1C13 · 6H20转化成A1203。
210. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约350°C至约 500°C的温度下加热所述沉淀物以将A1C1 3 · 6H20转化成A1203。
211. 如权利要求190至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375°C至约 450°C的温度下加热所述沉淀物以将A1C1 3 · 6H20转化成A1203。
212. 如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375°C至约 425°C的温度下加热所述沉淀物以将A1C1 3 · 6H20转化成A1203。
213. 如权利要求190至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约385°C至约 400°C的温度下加热所述沉淀物以将A1C1 3 · 6H20转化成A1203。
214. 如权利要求209至213中任一项所述的方法，其中所述方法包括将A1C13 ·6Η20转 化成 β -αι2ο3。
215. 权利要求143至214中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6Η20转化成Α1203包括 通过两阶段循环流化床反应器进行煅烧。
216. 权利要求143至215中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6Η20转化成Α1203包括 通过包括预热系统的两阶段循环流化床反应器进行煅烧。
217. 如权利要求216所述的方法，其中所述预热系统包括等离子体焰炬。
218. 如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地预热进入煅烧反应器 的空气。
219. 如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽 被喷射入煅烧反应器。
220. 如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽 作为流化床反应器中的流化介质。
221. 如权利要求143至220中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6Η20转化成Α1203包 括进行一步煅烧。
222. 如权利要求143至221中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化成A1203，所述煅烧包括蒸汽喷射。
223. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约200psig至约700psig的压力喷射。
224. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约300psig至约700psig的压力喷射。
225. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约400psig至约700psig的压力喷射。
226. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约550psig至约650psig的压力喷射。
227. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约575psig至约625psig的压力喷射。
228. 如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约590psig至约610psig的压力喷射。
229. 如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用 于引起流化。
230. 如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用 于引起流化。
231. 如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中所述蒸汽是过热的。
232. 如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化为A1C13，所述煅烧是通过燃烧化石燃料、一氧 化碳、丙烷、天然气、炼厂气、煤，或氯化气体和/或溶剂来提供的。
233. 如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化成的A1203，所述煅烧是通过燃烧作为冶炼厂进 气或减速器废气的气体混合物提供的。
234. 如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化成的A1203，所述煅烧是通过燃烧包含以下组分 的气体混合物提供的： CH4 :0 至约 lvol % ; C2H6 :0 至约 2vol% ; C3H8 :0 至约 2vol% ; C4H10 :0 至约 lvol% ; N2 :0 至约 0· 5vol% ; H2 :约 0· 25νο1%至约 15. lvol% ; CO :约 70vol%至约 82. 5vol% ;和 C02 :约 1. Ovol %约 3. 5vol %。
235. 如权利要求234所述的方法，其中所述混合物基本不存在02。
236. 如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对 A1C13 · 6H20进行煅烧而将A1C13 · 6H20转化成A1203，所述煅烧是通过电加热、气体加热、微 波加热提供的。
237. 如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中将A1C13 · 6H20转化成A1203包 括通过流化床反应器进行煅烧。
238. 如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括选自金属氯化物的金属 催化剂。
239. 如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl3、FeCl2或其混合 物。
240. 如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl3。
241. 如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中所述方法是半连续方法。
242. 如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中所述方法是连续方法。
243. 如权利要求143至242中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93% 的A1203回收率。
244. 如权利要求143至242中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约90%至 约95 %的A1203回收率。
245. 如权利要求143至244中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98% 的Fe203回收率。
246. 如权利要求143至244中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98%至 约99.5%的Fe20 3回收率。
247. 如权利要求143至246中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96% 的MgO回收率。
248. 如权利要求143至246中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约96%至 约98%的MgO回收率。
249. 如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98% 的HC1回收率。
250. 如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99% 的HC1回收率。
251. 如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98%至 约99. 9%的HC1回收率。
252. 如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约4barg至约lObarg的压力 下浸提所述赤泥。
253. 如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约4barg至约8barg的压力 下浸提所述赤泥。
254. 如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约5barg至约6barg的压力 下浸提所述赤泥。
255. 如权利要求143至254中任一项所述的方法，还包括在浸提所述赤泥之前，预浸提 去除所述赤泥中任选包含的氟。
256. 如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包 含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步处理所述 固体以将其中包含的Si和Ti分离。
257. 如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包 含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步用HC1处 理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。
258. 如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包 含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在氯化物的存在 下进一步用HC1处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。
259. 如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以获得包 含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在低于85°C的温 度下、在氯化物的存在下，进一步用浓度小于20wt%的HC1处理所述固体以将其中包含的 Si和Ti分尚。
260. 如权利要求257、258或259所述的方法，其中用HC1和所述氯化物处理所述固体 以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固体部分，并且其中将所述液体部分与所述固体部 分分离。
261. 如权利要求260所述的方法，其中用HC1和氯化物处理所述固体以获得包含TiCl4 的液体部分。
262. 如权利要求261所述的方法，所述方法还包括将TiCl4转化为Ti02。
263. 如权利要求262所述的方法，其中通过溶剂提取所述第三液体馏分并随后从所述 溶剂提取形成二氧化钛，从而将TiCl4转化为Ti0 2。
264. 如权利要求262所述的方法，其中TiCl4与水和/或碱反应，以导致Ti02沉淀。
265. 如权利要求262所述的方法，其中通过高温水解将TiCl4转化成Ti02，由此产生 HC1。
266. 如权利要求262所述的方法，其中通过高温水解将TiCl4转化成Ti02，由此产生再 循环的HC1。
267. 如权利要求258至266中任一项所述的方法，其中所述氯化物是MgCl2。
268. 如权利要求256所述的方法，其中所述固体包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳处 理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分 离。
269. 如权利要求268所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl2和/或TiCl4。
270. 如权利要求268所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl4。
271. 如权利要求270所述的方法，还包括加热TiCl4以将其转化成Ti02。
272. 如权利要求258至267及271中任一项所述的方法，其中通过等离子体焰炬纯化 所获得的Ti02。
273. 如权利要求143至272中任一项所述的方法，其中所述方法有效避免产生赤泥。
274. 如权利要求143至272中任一项所述的方法，其中将回收的HC1纯化和/或浓缩。
275. 如权利要求274所述的方法，其中将回收的HC1通过膜蒸馏过程纯化。
276. 如权利要求274所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且用H2S04处理，从而 降低在所述气态HC1中存在的水量。
277. 如权利要求276所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并通过填充柱以与H2S04 逆流接触，从而降低在所述气态HC1中存在的水量。
278. 如权利要求277所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇 酯。
279. 如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增加至少 50%。
280. 如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增加至少 60%。
281. 如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HC1的浓度增加至少 70%。
282. 如权利要求274所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且用CaCl2处理，从 而降低在所述气态HC1中存在的水量。
283. 如权利要求274所述的方法，其中回收的HC1是气态HC1，并且通过填充有CaCl2 的柱，从而降低在所述气态HC1中存在的水量。
284. 权利要求274至283中任一项所述的方法，其中气态HC1的浓度从处理前的低于 共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的值。
285. 权利要求143至284中任一项所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过 Hall_H6roult 法进行的。
286. 权利要求143至284中任一项所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过使 用还原环境和碳在低于200°C的温度下进行的。
287. 权利要求143至286中任一项所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过 Wohler法进行的。
288. 权利要求143至286中任一项所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过将 A1203转化为A12S3并随后将A1 2S3转化为错进行的。
289. 用于处理赤泥的方法，所述方法包括： 用HC1浸提包含第一金属的所述赤泥以获得包含所述第一金属的离子的浸提液以及 固体，并且将所述固体与所述浸提液分离； 使所述浸提液与HC1反应以获得液体和包含第一金属的氯化物的沉淀物，并且将所述 沉淀物与所述液体分离；并且 在有效将所述第一金属的氯化物转化成所述第一金属的氧化物的条件下加热所述沉 淀物。
290. 如权利要求289所述的方法，其中所述液体包含第二金属。
291. 如权利要求290所述的方法，其中所述第二金属选自铝、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、 镁、锂、锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀、钛及其混合物和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀 有金属。
292. 如权利要求290所述的方法，其中所述第二金属是铁。
293. 如权利要求289至292中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述沉淀与所 述液体分离，并加热所述第二金属以将所述第二金属的氯化物转化为所述第二金属的氧化 物。
294. 如权利要求289至293中任一项所述的方法，其中所述方法包括： 将所述固体与所述浸提液分离； 用酸浸提所述固体以获得另一浸提液；并且 从所述另一浸提液回收第三金属。
295. 如权利要求294所述的方法，其中所述第三金属选自铝、铁、锌、铜、金、银、钥、钴、 镁、锂、锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。
296. 如权利要求294所述的方法，其中所述第三金属是钛。
297. 如权利要求289至296中任一项所述的方法，其中所述第一金属选自铝、铁、锌、 铜、金、银、钥、钴、镁、锂、锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少 一种稀有金属。
298. 用于处理赤泥的方法，其包括： 用酸浸提赤泥以获得浸提液和固体残留物，并且将所述浸提液与所述固体残留物分 离； 通过使所述浸提液与碱反应而在大于10的pH下基本选择性沉淀铁离子并且从所述浸 提液至少部分地去除沉淀的铁离子，从而从所述浸提液至少部分地去除所述铁离子，由此 获得包含Al3+离子的富A1组合物； 任选地纯化所述Al3+离子；并且 将所述Al3+离子转化为氧化铝。
299. 如权利要求298所述的方法，其中所述酸为HC1。
300. 如权利要求298或299所述的方法，其中所述方法包括以A1 (OH) 3形式沉淀所述 Al3+离子。
301. 如权利要求300所述的方法，其中以A1 (OH) 3形式沉淀所述Al3+是在约7至约10 的pH下进行的。
302. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9至约10。
303. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9. 2至约9. 8。
304. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9. 3至约9. 7。
305. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9. 5。
306. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约7. 5至约8. 5。
307. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约7. 8至约8. 2。
308. 如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约8。
309. 如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在大于11的pH下沉淀所述铁 离子。
310. 如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在大于12的pH下沉淀所述铁 离子。
311. 如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在10至11的pH下沉淀所述铁 离子。
312. 如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在约11. 5至约12. 5的pH下沉 淀所述铁离子。
313. 如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在约11. 8至约12. 0的pH下沉 淀所述铁离子。
314. 如权利要求298至313中任一项所述的方法，其中纯化所述Al3+离子。
315. 如权利要求314所述的方法，其中所述方法包括以A1C13B式沉淀Al3+离子，从而 纯化所述Al 3+离子。
316. 如权利要求315所述的方法，其中通过以A1C13 ·6Η20形式结晶所述A1C13进行沉 淀所述A1C13。
317. 如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括将A1C13转化为 αι203。
318. 如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括在惰性气体气氛 下将A1C13转化为A1 203。
319. 如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括在氮气气氛下将 A1C13 转化为 A1203。
320. 用于制备铝的方法，其包括： 获得由权利要求1至142及298至319中任一项所述的方法制备的氧化铝；并且 在有效地将所述氧化铝转化成铝的条件下处理所述氧化铝。
321. 如权利要求320所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过Hall-H6roult法 进行的。
322. 如权利要求320所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过使用还原环境和 碳在低于200°C的温度下进行的。
323. 如权利要求320所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过Wohler法进行的。
324. 如权利要求320所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过将A120 3转化为 A12S3并随后将A12S3转化为错进行的。
325. 如权利要求320所述的方法，其中A1203向铝的所述转化是通过将A120 3转化为 A12S3并随后将A12S3转化为错进行的。
326. 用于制备钛氯化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将 所述固体与所述第一浸提液分离； 从所述浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；并且 任选地在氯化物存在下用HC1浸提所述固体，从而获得包含钛氯化物的第二浸提液。
327. 如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物选自碱金属氯化物和碱土金属氯化 物。
328. 如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化钙或氯化镁。
329. 如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化镁。
330. 用于制备钛氯化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将 所述固体与所述浸提液分离； 从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；并且 使所述固体与Cl2和碳源反应，从而获得包含所述钛氯化物的液体部分以及固体部分， 并且将所述液体部分与所述固体部分分离。
331. 如权利要求330所述的方法，其中所述固体包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳处 理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分 离。
332. 如权利要求326至331中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属包括选自铝、 铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/ 或至少一种稀有金属的第一金属。
333. 如权利要求332所述的方法，其中所述第一金属是铝。
334. 如权利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与气态HC1反 应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶A1C13 · 6H20而形成。
335. 如权利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与干燥气态 HC1反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶A1C13 · 6H20而形 成。
336. 如权利要求326至335中任一项所述的方法，其中所述第一浸提液包含A1离子和 /或^离子。
337. 如权利要求334、335或336所述的方法，其中以A1C13形式从所述第一浸提液基 本选择性沉淀所述A1离子。
338. 如权利要求336所述的方法，其中通过经水解将所述Fe离子转化为Fe203而选择 性提取所述Fe离子。
339. 用于制备钛氧化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将 所述固体与所述第一浸提液分离； 从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子； 任选地在氯化物存在下用HC1浸提所述固体，从而获得包含钛氯化物的第二浸提液； 并且 将所述钛氯化物转化为钛氧化物。
340. 如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物选自碱金属氯化物和碱土金属氯化 物。
341. 如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化钙或氯化镁。
342. 如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化镁。
343. 用于制备钛氧化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将 所述固体与所述第一浸提液分离； 从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子； 任选地在氯化物存在下用HC1浸提所述固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；或者 使所述固体与Cl2和碳源反应以获得包含所述钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且将 所述液体部分与所述固体部分分离； 并且 将所述钛氯化物转化为钛氧化物。
344. 如权利要求343所述的方法，其中所述固体包含Ti02和Si02，并且用Cl2和碳处 理所述固体以获得包括钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且其中使所述固体部分和所 述液体部分彼此分尚。
345. 如权利要求343或344所述的方法，包括加热钛氯化物以将其转化成Ti02。
346. 如权利要求343至345中任一项所述的方法，其中所获得的Ti02通过等离子体焰 炬而加热并纯化。
347. 如权利要求339至346中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属包括选自铝、 铁、锌、铜、金、银、钥、钴、镁、锂、锰、镍、钯、钼、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/ 或至少一种稀有金属的第一金属。
348. 如权利要求347所述的方法，其中所述第一金属是铝。
349. 如权利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与气态HC1反 应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶A1C1 3 · 6H20而形成。
350. 如权利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与干燥气态 HC1反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶A1C13 · 6H20而形 成。
351. 如权利要求339至348中任一项所述的方法，其中所述第一浸提液包含A1离子和 /或Fe离子。
352. 如权利要求349、350或351所述的方法，其中以A1C13形式从所述第一浸提液基 本选择性沉淀所述A1离子。
353. 如权利要求351所述的方法，其中通过经水解将所述Fe离子转化为Fe203而选择 性提取所述Fe离子。
354. 如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中使钛氯化物与水和/或碱反应 以导致钛氧化物沉淀。
355. 如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过高温水解而转化 成钛氧化物，由此产生HC1。
356. 如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过高温水解而转化 成钛氧化物，由此产生再循环的HC1。
357. 如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过等离子体焰炬而 转化成钛氧化物。
【文档编号】C01F7/38GK104302791SQ201380010871
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2012年1月10日
【发明者】理查德·鲍德劳尔特, 约耳·弗尔尼尔, 丹尼斯·普里茂, 玛丽-马克西姆·拉伯勒科库伊-吉尔伯特 申请人:奥佰特氧化铝有限公司