专利名称：一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法
取氧化铝的方法技术领域一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，涉及一种从低品位铝土矿 中提取氧化铝以及综合利用提取氧化铝后残渣的工艺方法。
技术背景目前，氧化铝的生产主要以铝土矿为原料，氧化铝的生产方法主要为 碱法，包括拜耳法、烧结法以及联合法。近年来，我国氧化铝产量不断快 速增长，已成为世界第二大氧化铝生产国，而我国是铝土矿资源相对贫乏 的国家，目前全国査明和推断的铝土矿资源储量对我国氧化铝工业保证程 度低，因此资源问题已成为制约我国铝工业可持续发展的主要问题之一。我国的低品位铝土矿储量大，开发利用低品位铝土矿生产氧化铝，对 我国铝工业的发展具有重要的意义。目前从低品位铝土矿中提取A1203的方法主要有烧结法和联合法。联 合法流程长，既有拜耳法系统，也有烧结法系统，不适宜于处理低品位的 铝土矿。烧结法生产氧化铝工艺中包含有干法系统和湿法系统，流程长， 能耗高。发明内容本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种流程短、 能耗低适宜从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其提取过程是 将硫酸铵配入低品位铝土矿进行烧结，所得烧成熟料经溶出后得到含硫酸 铝和硫酸铵的溶液，该溶液通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，再将固 体硫酸铝铵与氨气发生反应，得到氢氧化铝和硫酸铵，通过洗涤过滤，得 到固体的氢氧化铝，经焙烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸 发结晶后，继续循环使用。本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于将硫 酸铵配入低品位铝土矿进行烧结时配料比以硫酸铵/低品位铝土矿中氧化
铝的分子比计为为3-12;烧结温度为240-900°C，烧结时间为0. 1 5小时。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其烧 成熟料溶出过程是用水常压溶出烧结熟料；溶出后固相残渣的分离采用过 滤或者沉降的方法进行分离。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其烧 结熟料溶出后得到的含硫酸铝铵的溶液，是通过蒸发结晶的方法或者降温 后结晶的方法得到固体硫酸铝铵的。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其通 入氨气和固相硫酸铝铵反应，使固相硫酸铝铵分解生成氢氧化铝；经洗涤 得到氢氧化铝，焙烧后得到氧化铝；洗涤氢氧化铝后的液相经蒸发，得到 的硫酸铵返回烧结工序配料。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其通 入氨气和固相硫酸铝铵反应的氨气来自硫酸铵和低品位铝土矿的烧结工 序。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其从 低品位铝土矿中提取氧化铝后的残渣用于生产填料或建筑用材料等。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其原 料是铝土矿，也可以是铝土矿的选尾矿。
本发明的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于用于 溶出烧结熟料的水，可以是新水，也可以是溶出后固相残渣的洗涤水。
本发明的方法，基于以下化学原理
烧结反应4(NH4)2S04+A1203 = 2NH4A1(S04)2+6NH3+3H20 分解反应NH4A1(S04)2 12H20+3NH3 = Al (OH) 3+2 (NH4) 2S04+9H20 本发明的方法，采用硫酸铵与低品位铝土矿按一定的配比进行烧成， 所得固体经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，该溶液通过结晶的方法得到固 体的硫酸铝铵，通氨气和固相硫酸铝铵反应后，得到氢氧化铝和硫酸铵， 通过洗涤过滤，即可得到固体的氢氧化铝，氢氧化铝经煅烧后可得到氧化 铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发结晶后，继续循环使用。氨气来自硫酸 铵和低品位铝土矿的烧结工序。必要时需要补充一定量的新氨气。
本发明的方法，从低品位铝土矿中提取氧化铝后的残渣可以得到再利
用，如用于生产建筑材料等。其过程使用的硫酸铵为弱酸性，对设备的腐 蚀性小，且硫酸铵可以循环使用，整体工艺易于工业化应用。特别适用于
处理从铝硅比小于7的铝土矿中提取氧化铝，所得残渣量小，有利于提取氧 化铝后残渣的综合利用。
图1为本发明的方法原则工艺流程图。
具体实施例方式
一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，采用低品位铝土矿与硫酸 铵按一定的配比进行烧成，所得固体经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，该 溶液通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，固体硫酸铝铵和来自烧结过程 的氨气发生反应(必要时除来自烧结过程的氨气之外，还可以补充一定量 的氨气)，可得氢氧化铝和硫酸铵，通过洗涤过滤，即可得到固体的氢氧化 铝，氢氧化铝经焙烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发结晶 后，继续循环使用。而溶出后固相残渣的主要成分为Si02等，不含碱，便 于综合利用，如生产建筑材料等。使用硫酸铵和低品位铝土矿按适当的比 例配料后进行烧结，烧结温度在240-90(TC，烧结反应时间为0. 1 5小时， 配料比以硫酸铵/低品位铝土矿中氧化铝的分子比计，为3-12。用水常压 溶出烧结熟料，，可以有较高的硫酸铝铵的溶出率。溶出后固相残渣的分离 可以采用过滤分离或者沉降分离的方法来实现。用于溶出烧结熟料的水， 可以是新水，也可以是溶出后固相残渣的洗涤水。对于烧结熟料溶出后得 到的含硫酸铝铵的溶液，通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，同时有效 分离溶出液中的铁。比如可以通过蒸发的办法使硫酸铝铵结晶析出。通氨 气和得到的固相硫酸铝铵反应，使固相硫酸铝铵分解生成氢氧化铝。经洗 涤得到氢氧化铝，焙烧后得到氧化铝。洗涤氢氧化铝后的液相经蒸发，得 到的硫酸铵返回烧结工序配料。氨气来自硫酸铵和低品位铝土矿的烧结工 序。必要时需要补充一定量的新氨气。从低品位铝土矿中提取氧化铝后的 残渣可以得到再利用，如用于生产建筑用材料等。原料为低品位铝土矿， 也可以是铝土矿的选尾矿。选尾矿包括铝土矿的洗矿尾矿和选矿尾矿。
实施例1
采用中国某地区的低品位铝土矿，按硫酸铵/低品位铝土矿中的氧化铝
的分子比为5配矿，烧结温度530'C，反应时间为2小时，烧结熟料在98 。C的条件下溶出，溶出液经结晶后所得硫酸铝铵固体使用氨气进行分解， 得到氢氧化铝固体，经洗漆、过滤、焙烧后，得到氧化铝产品，所得氧化 铝产品杂质化学成分为Fe203: 0.02%， Si02 : 0 . 08%。 实施例2
采用中国某地区的低品位铝土矿，按硫酸铵/低品位铝土矿中的氧化铝 的分子比为4配矿，烧结反应温度500°C，反应时间为2小时，烧结熟料 在85'C的条件下溶出，溶出液经结晶后所得硫酸铝铵固体使用氨气进行分 解，得到氢氧化铝固体，经洗涤、过滤、焙烧后，得到氧化铝产品，所得 氧化铝产品杂质化学成分为Fe203: 0.05%， Si02: 0.05%。
实施例3
采用中国某省的低品位铝土矿，按硫酸铵/低品位铝土矿中的氧化铝的 分子比为4.5配矿，烧结反应温度46(TC，反应时间为3小时，烧结熟料 在9(TC的条件下溶出，溶出液经结晶后得到的硫酸铝铵固体经溶出后重结 晶，再使用氨气进行分解，得到氢氧化铝固体，经洗涤、过滤、焙烧后， 得到氧化铝产品，所得氧化铝产品杂质化学成分为Fe203: 0.04%, Si02: 0.04%。
实施例4
采用含氧化铝39%、 二氧化硅26%的铝土矿选尾矿为原料，按硫酸铵 /选尾矿中的氧化铝的分子比为5配矿，烧结反应温度490'C，反应时间为 3小时，烧结熟料在90'C的条件下溶出，溶出液经结晶后得到硫酸铝铵固 体，再使用氨气进行分解，得到氢氧化铝固体，经洗涤、过滤、焙烧后， 得到氧化铝产品，所得氧化铝产品杂质化学成分为Fe203: 0.05%， Si02: 0. 05%。
权利要求
1.一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其提取过程是将硫酸铵配入低品位铝土矿进行烧结，所得烧成熟料经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，该溶液通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，再将固体硫酸铝铵与氨气发生反应，得到氢氧化铝和硫酸铵，通过洗涤过滤，得到固体的氢氧化铝，经焙烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发后，继续循环使用。
2. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于将硫酸铵配入低品位铝土矿进行烧结时配料比以硫酸铵/低品 位铝土矿中氧化铝的分子比计为3-12;烧结温度为240-90(TC，烧结时间 为0. 1 5小时。
3. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其烧成熟料溶出过程是用水常压溶出烧结熟料；溶出后固相残 渣的分离采用过滤或者沉降的方法进行分离。
4. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其烧结熟料溶出后得到的含硫酸铝铵的溶液，是通过蒸发结晶 的方法或者降温后结晶的方法得到固体硫酸铝铵的。
5. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其通入氨气和固相硫酸铝铵反应，使固相硫酸铝铵分解生成氢 氧化铝；经洗涤得到氢氧化铝，焙烧后得到氧化铝；洗涤氢氧化铝后的液 相经蒸发，得到的硫酸铵返回烧结工序配料。
6. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其通入氨气和固相硫酸铝铵反应的氨气来自硫酸铵和低品位铝 土矿的烧结工序。
7. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其从低品位铝土矿中提取氧化铝后的残渣用于生产填料或建筑 用材料等。
8. 根据权利要求1所述的一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法， 其特征在于其原料是铝土矿，也可以是铝土矿的选尾矿。
全文摘要
一种从低品位铝土矿中提取氧化铝的方法，涉及一种从低品位铝土矿中提取氧化铝以及综合利用提取氧化铝后残渣的工艺方法。其特征在于其提取过程是将硫酸铵配入低品位铝土矿进行烧结，所得烧成熟料经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，该溶液通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，再将固体硫酸铝铵与氨气发生反应，得到氢氧化铝和硫酸铵，通过洗涤过滤，得到固体的氢氧化铝，经焙烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发后，继续循环使用。本发明的方法，其过程使用的硫酸铵为弱酸性，对设备的腐蚀性小，且硫酸铵可以循环使用，整体工艺易于工业化应用，所得残渣量小，有利于提取氧化铝后残渣的综合利用。
文档编号C01F7/00GK101130437SQ200710118680
公开日2008年2月27日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日
发明者刘汝兴, 尹中林, 范伟东 申请人:中国铝业股份有限公司