本发明涉及不溶性富钾铝矿物的资源综合利用，具体涉及一种用复合盐处理不溶性富钾铝矿物生产冶金级氧化铝的方法。
背景技术：
不溶性富钾铝矿物制取钾盐、氧化铝前景广阔，在我国，目前仅利用钾长石制备钾盐、氧化铝的专利就达到近60个，如中国科学院过程工程研究所、昆明冶金研究院及洛阳氟钾科技有限公司等单均申请了一系列专利，如CN201010590230.X“一种综合利用钾长石生产钾肥和氧化铝的方法”、CN201110430995.1“钾长石综合利用新工艺”、CN201310527135.9“利用钾长石制取硫酸钾的工艺”、CN104211094A“利用钾长石矿生产碳酸钾、碳酸钠和氧化铝的新工艺”等。虽然已有大量技术开发与专利，但上述工艺过程大都难以实现大规模产业化生产，综合分析，主要存在如下不足：(1)能耗与物耗较大，如高温烧结法，采用Na2CO3/K2CO3进行的高温烧结还存在原料成本高、杂质分离复杂等问题；(2)酸法处理因杂质含量高而导致成本高，且设备腐蚀严重、环境相容性差，尤其是含氟化物的酸法处理，这一问题尤其严重；(3)尾渣排放问题，在酸法处理中是难点，对于碱法，由于硅钙渣可以副产硅酸盐水泥而降低成本；(4)当前研究较多的水热法的主要不足在于钾长石分解不完全、产品K2O养分含量低且呈强碱性(pH≥10)、反应周期长效率低、难于实现规模化工业生产。砂状氧化铝是现代铝电解的原料，平均粒径d50分布在60～80微米之间。目前砂状氧化铝主要由过饱和铝酸钠溶液晶种分解制得粗粒氢氧化铝，再在950～1100℃温度下煅烧而得。其技术关键在于种分过程中制得杂质含量低、粒径较粗的合格氢氧化铝。我国已成为铝业大国，冶金级砂状氧化铝主要通过铝土矿生产，但中国的铝矿资源不够，每年需进口大量铝资源。从战略角度考虑，开展从铝土矿的替代资源中提取冶金级砂状氧化铝的研究工作十分有必要。可以作为铝土矿替代资源生产氧化铝的资源较多，如粉煤灰、粘土矿、霞石和明矾石等，但在通常情况下，从可替代资源中提取氧化铝的经济性较差，目前只有俄罗斯等国家从霞石与明矾石中提取氧化铝实现了产业化。因此，迫切需要从可替代资源中提取氧化铝的经济可行方法。
技术实现要素：
针对上述问题，发明人在大量前期基础研究的基础上开发了“一种不溶性富钾矿物的复合盐处理与综合利用工艺(CN201410743448.2)”，该工艺采用复合盐处理不溶性富钾铝矿物，实现了不溶性富钾铝矿物的中钾、铝及废渣等资源的综合回收利用。本发明是上述发明的进一步深化，重点是复合盐处理不溶性富钾铝矿物后水浸出液中铝的综合利用。在本发明中，不溶性富钾铝矿物指的是钾、铝含量均在8％以上的不溶性矿物，例如可以为钾长石、白榴石、黑云母、明矾石、海绿石、伊利石、钾页岩、水云母粘土岩、以及各类钾质火山岩与侵入岩等等。本发明提供了一种用复合盐处理不溶性富钾铝矿物生产冶金级砂状氧化铝的方法，所述方法包括：(1)焙烧：将不溶性富钾铝矿物与复合盐混合后进行焙烧处理，焙烧料经水浸出，固液分离后获得固体1和液体1；(2)脱硅：向液体1中加入氧化钙或氢氧化钙后搅拌，经固液分离获得固体2和液体2；(3)碳分：向液体2中加入氢氧化铝或氧化铝晶种，通入CO2直至溶液pH到约9～10，经固液分离获得Al(OH)3固体和液体3；(4)煅烧：Al(OH)3固体在约950～1100℃温度下煅烧获得冶金级氧化铝。固体1和固体2可以用于制备加气砖或硅酸盐水泥添加料，实现废渣的综合利用。液体3可以经处理后进行钾盐(例如K2SO4或K2CO3)制备。附图1显示了根据本发明的一个实施方式的用复合盐处理不溶性富钾铝矿物生产冶金级砂状氧化铝的工艺流程图。在本发明中，对固液分离的方法没有特殊限制，只要能够将固体和液体分开即可。可以采用本领域中固液分离方法，如过滤、压滤、浓密或沉降、离心等。相关内容分述如下：(1)焙烧：在步骤(1)中，所述的复合盐为钙盐和钠盐的复合盐。所述钙盐可以为除了CaCl2之外的任意无机钙盐，包括CaCO3、CaSO4、Ca(NO3)2等。所述钠盐可以为除了Na2CO3之外的任意无机钠盐，例如NaNO3、NaCl、Na2SO4、NaF等。所述钙盐和钠盐可以为化合物的形式，也可以为含钙和/或钠的矿物或废物的形式，含钙矿物如方解石、石灰岩、萤石、白云石、磷灰石等，含钙盐废物如电石渣、造纸白泥等，含钠的矿物如芒硝、冰晶石、石盐等，配料时需保证复合盐内有足量的有效钙和有效钠。上述钙盐中的有效钙指的是在单组份焙烧条件下能与前述不溶性富钾铝矿物中的硅有效结合的钙离子，例如能够从钙盐矿物或废物中溶出的钙离子，上述的钠盐中的有效钠指的是与在单组份焙烧条件下能与前述不溶性富钾铝矿物中的铝有效结合的钠离子，例如能够从钠盐矿物或废物中溶出的钠离子。复合盐中有效钙与不溶性富钾铝矿物中硅的摩尔比Ca:Si为(0.5～5):1，优选为(1～2.5):1；有效钠与不溶性富钾铝矿物中的铝、铁的摩尔比Na:(Al+Fe)为(0.1～2):1，优选为(0.3～1):1。焙烧温度为850～1650℃，优选为1250～1450℃。为了使不溶性富钾铝矿物和复合盐均匀混合以促进反应进行，优选地，不溶性富钾铝矿物和复合盐的平均粒度可以为1000μm以下，优选为500μm以下，更优选100μm以下。考虑到加工设备、加工时间和成本等问题，不溶性富钾铝矿物和复合盐的平均粒度可以为1μm以上或10μm以上。在焙烧后，对焙烧料进行水浸处理。水浸出时所采用的水与不溶性富钾铝原矿的质量比没有特殊限制，只要能够将焙烧料中的可溶盐充分浸出即可。考虑到后续处理和成本等因素，优选水与不溶性富钾铝原矿的质量比为(3～12):1，更优选为(4～8):1。水浸处理的时间没有特殊限制，只要能够将焙烧料中的可溶盐充分浸出即可。一般而言，水浸处理的时间可以是30分钟以上，优选1小时以上。考虑到时间和效率等因素，水浸处理的时间一般为10小时以下，优选6小时以下。随后，经固液分离得到固体1和液体1。固体1为硅酸二钙及钙榴石等硅钙复合物，可以进一步根据加气砖制备原料或硅酸盐水泥添加料的要求，通过水洗、球磨等即可获得加气砖原料或硅酸盐水泥添加料。所述方法在相关技术领域中是公知的。液体1为钾铝硅混合溶液，进行下一步处理。(2)脱硅在本发明中，脱硅指的是通过使液体1中溶出的SiO2生成钙的硅酸化合物来脱除液体1中的硅。优选地，脱硅后使得溶液(即液体2)中的Al2O3与SiO2的质量比达到400以上，优选400～800，更优选600～800。脱硅如下进行：向液体1内加入氧化钙或氢氧化钙后进行搅拌，随后经固液分离得到固体2和液体2。所述氧化钙或氢氧化钙优选为粉状氧化钙或氢氧化钙，以促进反应进行。加入块状或团状的氧化钙或氢氧化钙，会导致反应时间延长，影响生产效率。氧化钙或氢氧化钙的加入量可根据液体1中SiO2的量以化学计量比...