一种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法

专利名称：一种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法
技术领域：
本发明属于有色金属冶金领域，涉及ー种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法。
背景技术：
氧化铝的生产方法到目前为止主要有碱法和酸法两大类。上世纪60年代，波兰曾采用碱石灰烧结法用粉煤灰提取氧化铝，建成了年产5000吨氧化铝和35万吨水泥的实验エ厂。澳大利亚墨尔本的联邦科学与エ业研究组织提出了碱式硫酸铝法，用硫酸铝溶液溶出高硅铝土矿，得到碱式硫酸铝，碱式硫酸铝在1150°C下煅烧得到氧化铝和SO3,体，SO3,体用于制硫酸返回继续使用。法国彼施涅公司发明了用浓硫酸和盐酸相结合的酸法处理粘土和煤页岩，既用浓硫酸处理含铝原料得到硫酸铝，然后用盐酸溶解硫酸铝并通入HCl气体使溶液饱和析出六水氯化招，六水氯化招在1100-1200°C下煅烧得到氧化招和HCl气体， HCl气体返回系统循环使用。随着世界各国对环境保护的強烈要求和铝矿资源日渐匮乏，人们对利用低品位的含铝矿物提取氧化铝的性趣得到进ー步提升。我国的许多研究人员也开展了大量研究工作。专利CN101284668A、CN101070173A公开了石灰石烧结法生产氧化铝的方法，专利CN91101728. 3公开了盐酸为介质处理高硅铝矿石得到碱式铝酸盐Al2 (OH) 5C1，然后经拜耳法流程处理得到氧化铝的方法。专利CN201010172151. 7公开了盐酸浸出铝土矿，用磷酸三丁酯和磺化煤油萃取除铁得到氯化铝，然后热解氯化铝得到氧化铝的方法。专利CN200710010917. x公开了硫酸浸出低铝硅比铝土矿，得到含有杂质的硫酸铝，经过煅烧得到Y氧化铝，然后经拜耳法处理得到a氧化铝的处理的方法。硫酸便宜，挥发性和腐蚀性都小，所以对硫酸法的研究较多。每分子硫酸铝带有18 24个结晶水，氧化铝的质量分数仅为13 15%，煅烧这种结晶产物热耗大、易熔化，而且废气中SO2和SO3体积分数低，不利于回收硫酸。加之得到的氧化铝纯度不高，需要再用拜耳法进行处理，成本较高。碱石灰烧结法处理低品位铝矿的最大困扰是矿物中大量的硅需要使用较大量的碱石灰，大量的铝原料进入赤泥，氧化铝的回收率较低，成本较高。

发明内容
针对现有利用高硅含铝矿物提取氧化铝エ艺成本高的问题，本发明提供一种低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法，本发明按以下步骤进行
将铝土矿研磨至100-200 ii m ;按I : (3 8)的质量比，将铝土矿与75-98%的硫酸混合均勻，在100 350°C下浸出I 3小时；过滤经硫酸浸出的铝土矿，使余酸与滤渣分离；按
I: (3 5)的质量比，将滤渣与水混合，在50 100°C下煮溶30 60分钟，溶出反应物；过滤除去残渣，得到硫酸铝溶液；将硫酸铝蒸发结晶或将硫酸铝溶液浓缩至密度为1.4g/ml ；用15 38%盐酸与硫酸铝混合；然后通入HCl气体使溶液饱和，得到AlCl3 6H20晶体析出JfAlCl3 6H20晶体与氢氧化铵溶液或液氨或碳酸氢铵溶液混合，经过反应，得到氢氧化铝和氯化铵溶液；氢氧化铝在1100 1200°C煅烧,得到氧化铝；将氯化铵溶液与氧化镁或氢氧化镁混合加热到100 136°C，蒸发得到氨气和氯化镁晶体，将氯化镁加热到200 250°C，分解得到HCl气体和氧化镁晶体，氨气、氧化镁、盐酸返回系统循环使用。本发明具有铝矿物中的硅不參与反应，氯化铝饱和析出纯度高等优点，采用氨水解的方法直接得到氢氧化铝，简化了エ艺步骤。本发明在制造氢氧化铝过程中均是在较低的温度下进行，煅烧氢氧化铝的余热可以用于前段各エ序加热，能源利用率高，生产成本低，设备易实现，并可得到白炭黑、氯化鉄、氯化镓、四氯化钛等有用的副产品。


图I为本发明方法氨水与氯化铝水解的エ艺流程 图2为本发明方法碳酸氢铵与氯化铝水解的エ艺流程图。
具体实施例方式以下通过实施例进ー步说明本发明的方法，实施例中所用的矿石的主要化学成分如表I、表2、表3、表4所不。
表I铝土矿主要化学成分(质量百分含量％)
权利要求
1.ー种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法，其特征在于按照以下步骤进行将铝土矿研磨至100-200 μ m ;按I : (3 8)的质量比，将铝土矿与75-98%的硫酸混合均匀，在100 350°C下浸出I 3小时；过滤经硫酸浸出的铝土矿，使余酸与滤渣分离；按I :(3 5)的质量比，将滤渣与水混合，在50 100°C下煮溶30 60分钟，溶出反应物；过滤除去残渣，得到硫酸铝溶液；将硫酸铝蒸发结晶或将硫酸铝溶液浓缩至密度为I. 4g/ml ;用15 38%盐酸与硫酸铝混合；然后通入HCl气体使溶液饱和，得到AlCl3 · 6H20晶体析出；将AlCl3 · 6H20晶体与氢氧化铵溶液或液氨或碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液混合，经过反应，得到氢氧化铝和氯化铵溶液；氢氧化铝在1100 1200°C煅烧，得到氧化铝。
2.根据权利要求I所述ー种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法，其特征在于将氯化铵溶液与氧化镁或氢氧化镁混合加热到100 136°C，蒸发得到氨气和氯化镁晶体，将氯化镁加热到200 250°C，分解得到HCl气体和氧化镁晶体，氨气、氧化镁、盐酸返回系统 循环使用。
3.根据权利要求I所述ー种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法，其特征在于本方法的原料也可以是霞石、煤矸石或高岭土。
全文摘要
一种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法，将粉低品位铝土矿研磨，用浓硫酸浸出得硫酸铝溶液，浓缩冷却析出硫酸铝结晶，用盐酸溶解硫酸铝，然后通入HCl气体使溶液饱和，得到AlCl3 6H2O晶体析出，AlCl3 6H2O与氢氧化铵溶液或液氨或碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液反应得到氢氧化铝和氯化铵溶液，氢氧化铝经煅烧得到氧化铝，氯化铵经氧化镁置换得氨气和氯化镁，氯化镁经水解得到氧化镁和盐酸循环使用。
文档编号C01F7/26GK102849765SQ20121010280
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者李瑞冰, 李鑫, 吴楠, 李景江 申请人:沈阳金博新技术产业有限公司