专利名称：一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法
一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法技术领域一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，涉及一种从红柱石矿中提取氧化铝以及综 合利用提取氧化铝后残渣的方法。
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，己成为世界第 二大氧化铝生产国，而我国是铝土矿资源相对贫乏的国家，目前全国查明和推断的铝 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。我国红柱石、硅线石和蛭石矿储量大，开发利用红柱石、硅线石和蛭石生产氧化 铝，对我国铝工业的发展具有重要的意义。已有酸法处理红柱石等生产氧化铝工艺的专利。但是其酸法工艺利用浓硫酸处理 红柱石等，操作困难，对设备要求高，不利于大规模工业化推广应用。发明内容本发明的目的在于针对上述已有技术存在的不足，提出一种工艺方法简单、对设 备的耐腐蚀性要求低，易于大规模的工业化应用从红柱石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。一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其过程是将硫酸铵配入红柱石 矿进行烧结，所得固体烧成物经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，该溶液进行蒸发结晶 或者降温后结晶得到固体的硫酸铝铵，将固体硫酸铝铵与氨气发生反应，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后，继续循环使用。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于硫酸铵配入红柱石矿 进行烧结时的配料比以硫酸铵/红柱石矿中氧化铝的分子比计为3-12;烧结温度为 260-900°C，烧结时间为0.1~5小时。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于烧结后的物料是用水 常压溶出烧结熟料中的硫酸铝铵，溶出后采用过滤分离或者沉降分离的法将固相残渣 分离。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其溶出后固相残渣用
水洗涤，洗涤水用于溶出烧结熟料。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于将氨气通入得到的固 相硫酸铝铵使固相硫酸铝铵分解生成氢氧化铝，进行洗涤后得到氢氧化铝，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。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于从红柱石矿中提取氧 化铝后主要成分为Si02等的残渣，可用于生产白碳黑或建筑材料等。本发明的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于原料是红柱石矿，也 可以是硅线石或蛭石。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采用硫酸铵与红柱石、硅线石或蛭石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，该铵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，继续循环使用。氨气来自硫酸铵和红柱石、硅线石或蛭石的烧结工序。必要时需要补充一定量的 新氨气。采用本发明，从红柱石、硅线石或蛭石中提取氧化铝后的残渣可以得到再利用， 如用于生产白碳黑或者建筑材料等。釆用本发明，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。
图1为本发明的方法的原则工艺流程图。
具体实施方式
一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，采用红柱石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，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)，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，氢氧化铝经焙烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发， 继续循环使用。而溶出后固相残渣的主要成分为Si02等，便于综合利用，如生产白碳 黑或者建筑材料等。使用硫酸铵和红柱石矿按适当的比例配料后进行烧结，烧结温度在260-90(TC，烧结反应时间为0.1-5小时，配料比以硫酸铵/红柱石矿中氧化铝的分
子比计，为3-12。用水常压溶出烧结熟料，可以有较高的氧化铝溶出率。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漆水。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等杂 质。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。 洗漆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 红柱石矿的烧结工序。必要时需要补充一定量的新氨气。从红柱石矿中提取氧化铝后 的残渣可以得到再利用，如用于生产白碳黑和建筑材料等。所用的原料也可以是硅线 石和蛭石。实施例1采用中国某红柱石矿，化学成分为氧化铝33%、 二氧化硅48%，按硫酸铵/红柱 石矿中的氧化铝的分子比为5配矿，烧结温度45(TC，反应时间为2小时，烧结熟料 在卯'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: 0.02%， Si02: 0.08%。实施例2采用中国某省的红柱石矿，化学成分为氧化铝35%、 二氧化硅45%，按硫酸铵/ 红柱石矿中的氧化铝的分子比为4配矿，烧结反应温度50(TC，反应时间为2小时， 烧结熟料在8(TC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红柱石化学成分为氧化铝45%、 二氧化硅40%，按硫酸铵/红柱石矿中的氧化铝 的分子比为4配矿，烧结反应温度460'C，反应时间为2.5小时，烧结熟料在95t: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将含氧化铝30%、 二氧化硅53%的硅线石破碎磨细，，按硫酸铵/硅线石中的氧化 铝的分子比为4.5配矿，烧结反应温度47(TC，反应时间为2.5小时，烧结熟料在95 'C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5将含氧化铝25%、 二氧化硅36%的蛭石破碎磨细，按硫酸铵/蛭石中的氧化铝的 分子比为5配矿，烧结反应温度480'C，反应时间为2.5小时，烧结熟料在95'C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%。
权利要求
1.一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其过程是将硫酸铵配入红柱石矿进行烧结，所得固体烧成物经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，含硫酸铝铵的溶液进行蒸发结晶或者降温后结晶得到固体的硫酸铝铵，将固体硫酸铝铵与氨气发生反应，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，继续循环使用。
2. 根据权利要求1所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于硫酸 铵配入红柱石矿进行烧结时的配料比以硫酸铵/红柱石矿中氧化铝的分子比计为3-12; 烧结温度为260-900°C，烧结时间为0.1~5小时。
3. 根据权利要求1所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于是用 水常压溶出烧结后的物料，溶出后采用过滤分离或者沉降分离的方法将固相残渣分离。
4. 根据权利要求1所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其溶 出后固相残渣用水洗涤，洗涤水用于溶出烧结熟料。
5. 根据权利要求1所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于将反 应得到的固相硫酸铝铵通入氨气，使固相硫酸铝铵分解生成氢氧化铝，洗涤后的氢氧 化铝经焙烧得到氧化铝；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所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于从红 柱石矿中提取氧化铝后主要成分为Si02等的残渣，可用于生产白碳黑或建筑材料等。
7. 根据权利要求1所述的一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其原 料是红柱石矿，也可以是硅线石或蛭石。
全文摘要
一种从红柱石矿中提取氧化铝的方法，涉及一种从红柱石矿中提取氧化铝以及综合利用提取氧化铝后残渣的方法。其特征在于其过程是将硫酸铵配入红柱石矿进行烧结，所得固体烧成物经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，含硫酸铝铵的溶液进行蒸发结晶或者降温后结晶得到固体的硫酸铝铵，将固体硫酸铝铵与氨气发生反应，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后，继续循环使用。本发明的方法，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C01F7/30GK101117229SQ20071011868
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日
发明者尹中林, 范伟东 申请人:中国铝业股份有限公司