低品位铝土矿低温碱溶生产氧化铝副产硅产品的方法与流程

本发明涉及一种低品位铝土矿低温碱溶生产氧化铝副产硅产品的方法，属于氧化铝生产技术领域。

背景技术：

我国铝土矿资源较为丰富，但是绝大多数为中低品位铝土矿，具有高铝，高硅，低铝硅比(a/s)等特点。针对于低品位铝土矿，近年来氧化铝工业界提出了几种脱硅的方法。

一种是选矿拜耳法，它的优点是成本较低，但是对于某些铝土矿，由于矿物组成复杂，矿物结晶细散，难于单体解离，再加上一些含铝硅酸盐（如高岭石、鲕绿泥石等）的存在，铝土矿物理选矿的难度较大，同时也存在氧化铝回收率相对较低、精矿脱水困难等缺点。

还有预焙烧-碱浸脱硅工艺，该工艺包括预焙烧、碱浸脱硅、固液分离等工序。其实质是在高温条件下，铝土矿中以高岭石为主要赋存状态的含硅矿物加热分解出sio2，然后用苛性碱溶出后以na2sio3的形态进入液相，达到与铝精矿分离的目的，此工艺由于经过焙烧，能耗较高，直接增大了氧化铝生产的成本。

另外一种是naoh直接溶出-复合场分选技术，是根据高岭石和一水硬铝石在不同溶解温度的特点让高岭石在碱液中溶出形成水合铝硅酸钠沉淀，然后根据水合铝硅酸钠与一水硬铝石颗粒在粒度、密度和复合场的行为差异进行分选。该技术的难点在于分选过程难于控制，铝精矿回收率低。

如何经济有效的处理低品位铝土矿，提高铝硅比，为拜耳法提供铝土矿精矿，已成为我国亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种针对低品位一水硬铝石型铝土矿的低温碱溶处理方法。采用低温低浓度碱液溶出铝土矿中的高岭石，过滤分离得到铝精矿和含硅铝酸钠溶液，铝精矿采用拜耳法生产氧化铝及低碱赤泥，含硅铝酸钠溶液经过脱硅反应得到钠硅渣，可用来制备分子筛等硅产品，脱硅反应后的滤液加碱调整后作为循环母液返回溶出铝土矿。本发明所提供的处理低品位铝土矿的方法，全流程采用湿法处理工艺，并将铝土矿中的铝和硅充分提取制备相应产品，同时可显著降低拜耳法生产过程的赤泥碱耗，减少赤泥碱含量，提高了赤泥的再利用价值。

采用一种低品位铝土矿低温碱溶生产氧化铝副产硅产品的方法，按照以下步骤进行：

（1）将低品位一水硬铝石型铝土矿破碎至2~5mm，然后将矿粉与循环母液混合制备成原料矿浆，料浆液固比（l/s）液固比为3~10，磨细至粒度为-0.074mm占60%以上；

（2）将原料矿浆在反应釜中进行低温溶出反应，反应温度为50~200℃，反应时间0.5~3h，反应结束后进行过滤分离，得到滤渣为高品位铝土矿，滤液为含硅铝酸钠溶液；

（3）将步骤（2）得到的高品位铝土矿精矿进行拜耳法溶出，可生产氧化铝及低碱赤泥；

（4）将步骤（2）得到的含硅铝酸钠溶液加入水合铝硅酸钠晶种进行脱硅反应，使溶液中的氧化铝、氧化硅与氧化钠形成水合铝硅酸钠晶体，从溶液中析出，过滤后得到滤饼为水合铝硅酸钠晶体，滤液为含少量氧化铝、氧化硅的稀碱液；脱硅反应温度为100~200℃，反应时间为0.5~4h，晶种添加量为10~50g/l，含硅铝酸钠溶液浓度范围为：al2o3：5~170g/l；na2o：100~400g/l；

（5）将步骤（4）得到的滤液补充naoh，调整至溶液中na2o浓度为：100~400g/l，al2o3浓度：0~170g/l，作为循环母液返回步骤（2）制备原料浆；

（6）步骤（4）过滤得到的水合铝硅酸钠一部分作为晶种返回步骤（4）脱硅反应，其余用来制备分子筛等硅产品。

附图说明

图1为本发明的低品位铝土矿低温碱溶生产氧化铝副产硅产品的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将通过不同实施案例来描述本发明。本发明不局限于这些实施例中，可以在前述化学成分与制造方法范围内加以调整实施。

实施例1

采用山西低品位一水硬铝石型铝土矿，主要化学成分为al2o355%，sio220%，其它为杂质，其铝硅比为2.75；

将低品位铝土矿破碎至2~5mm，然后将矿粉与循环母液混合制备成原料矿浆，液固比为6，在球磨机中磨至粒度为-0.074mm占60%以上；

将原料矿浆在反应釜中在80℃下进行溶出反应，反应时间2h，反应结束后进行过滤分离，得到滤渣为高品位铝土矿，滤液为含硅铝酸钠溶液；

将过滤得到的高品位铝土矿采用拜耳法工艺溶出，生产氧化铝及低碱赤泥；

将过滤得到的含硅铝酸钠溶液加入水合铝硅酸钠晶种进行脱硅反应，使溶液中的氧化铝、氧化硅与氧化钠形成水合铝硅酸钠晶体，从溶液中沉淀出来，过滤后得到滤饼为水合铝硅酸钠晶体，滤液为含少量氧化铝、氧化硅的稀碱液；脱硅反应温度为150℃，反应时间为2h，晶种添加量为30g/l；

将脱硅反应后的滤液补充naoh，调整至溶液中na2o浓度为：200g/l，al2o3浓度80g/l，作为循环母液返回制备原料浆；脱硅反应后得到的水合铝硅酸钠一部分返回做脱硅反应晶种，其余用来制备分子筛。

实施例2

采用山西低品位一水硬铝石型铝土矿，主要化学成分为al2o363%，sio213%，其它为杂质，其铝硅比为4.8；

将低品位铝土矿破碎至2~5mm，然后将矿粉与循环母液混合制备成原料矿浆，液固比为8，在球磨机中磨至粒度为-0.074mm占60%以上；

将原料矿浆在反应釜中在70℃下进行溶出反应，反应时间1h，反应结束后进行过滤分离，得到滤渣为高品位铝土矿，滤液为含硅铝酸钠溶液；

将过滤得到的高品位铝土矿采用拜耳法工艺溶出，生产氧化铝及低碱赤泥；

将过滤得到的含硅铝酸钠溶液加入水合铝硅酸钠晶种进行脱硅反应，使溶液中的氧化铝、氧化硅与氧化钠形成水合铝硅酸钠晶体，从溶液中沉淀出来，过滤后得到滤饼为水合铝硅酸钠晶体，滤液为含少量氧化铝、氧化硅的稀碱液；脱硅反应温度为130℃，反应时间为1h，晶种添加量为20g/l；

将脱硅反应后的滤液补充naoh，调整至溶液中na2o浓度为：100g/l，al2o3浓度40g/l，作为循环母液返回制备原料浆；脱硅反应后得到的水合铝硅酸钠一部分返回做脱硅反应晶种，其余用来制备4a沸石。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种低品位铝土矿低温碱溶生产氧化铝副产硅产品的方法，属于氧化铝生产技术领域。首先将破碎后的低品位一水硬铝石型铝土矿与循环母液磨制成矿浆；然后溶出反应使矿中的高岭石溶解反应进入溶液，渣为高品位铝土矿精矿，高品位铝土矿精矿采用拜耳法处理生产氧化铝和低碱赤泥；滤液中的铝硅酸钠脱硅反应得到钠硅渣，和含有氧化铝、氧化硅和氧化钠的滤液；滤液补充氢氧化钠后作为循环母液返回磨制矿浆，钠硅渣一部分作为晶种返回脱硅工序，其余制备分子筛等硅产品。本方法为全流程湿法处理工艺，并将铝土矿中的铝和硅充分提取制备相应产品，同时可显著降低拜耳法过程的赤泥碱耗，减少赤泥碱含量，提高赤泥的再利用价值。

技术研发人员：于海燕;潘晓林;吴艳;毕诗文
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2016.03.28
技术公布日：2017.10.10