[發明專利]一水硬鋁石型鋁土礦脫硅方法

無效

• 申請號: 00102465.5
• 申請日: 2000-03-09
• 公開（公告）號: CN1273942A
• 公開（公告）日: 2000-11-22
• 發明（設計）人: 姜濤;黃柱成;范曉慧;劉永康;羅琳;邱冠周;楊永斌;李光輝;徐經滄
• 申請（專利權）人: 中南工業大學
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06
• 代理公司: 中南工業大學專利事務所
• 代理人: 龔燦凡

本發明涉及一種一水硬鋁石型鋁土礦的焙燒—溶出脫硅方法。

我國的鋁土礦資源豐富，但絕大多數屬一水硬鋁石型鋁土礦，這種礦石具有高鋁、高硅、低鋁硅比(A/S)、低鐵和礦物結晶細散、組成復雜的特點。由于礦石硅高、鋁硅比低，使我國氧化鋁生產能耗高、效益差。因此采取經濟有效的預脫硅工藝，提高氧化鋁生產原料的鋁硅比，是實現我國氧化鋁高效低耗生產的重要途徑。目前，鋁土礦的預脫硅方法主要有生物脫硅法和物理脫硅法。生物脫硅法是利用微生物來分解礦石中的硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物，使硅轉變成可溶性的硅，而氧化鋁以不溶物的形式存在，其缺點是脫硅速度慢，周期長，條件要求苛刻，難于在工業生產中應用。物理脫硅法是應用物理的方法(如浮選法)來實現一水硬鋁石和硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物的分離，其缺點是由于鋁硅酸鹽含有一定數量的鋁，鋁的回收率較低。

為了提高一水硬鋁石型鋁土礦的鋁硅比，提高預脫硅過程中鋁的回收率，回收鋁硅酸鹽中的鋁，特提出本發明。

本發明包括對一水硬鋁石型鋁土礦的焙燒、堿浸溶出、固液分離等，具體工藝參數為：

1>焙燒：采用回轉窯焙燒鋁土礦，工藝參數為：將粒度小于25mm的鋁土礦在1000～1100℃溫度下焙燒，焙燒時間15～30min，窯內升溫速度為20～25℃/min；

經焙燒后，一水硬鋁石型鋁土礦發生以下反應：

其中，α′-Al₂O₃是一種活性很大，較一水硬鋁石(Al₂O₃·H₂O)更易溶于堿，α-Al₂O₃是一種在常壓低溫條件下不與堿反應，而在高溫加壓的拜耳法溶出過程中，能充分溶出的剛玉型氧化鋁。

含硅礦物經焙燒發生脫水反應并分解產生非晶態無定型的SiO₂：

2>堿浸溶出，焙燒過的礦石經進一步細磨后，采用機械攪拌，用苛性堿溶液在90～95℃下溶出，磨礦粒度為-0.076mm(-200目)80～85％，苛性堿重量百分比濃度Na₂O_k＝100～150g/L，溶出時間100～120min，溶出液固比L/S＝3～5∶1。

3>堿浸溶出后進行固液分離，得鋁精礦，用于拜耳法生產氧化鋁，濾液采用Ca(OH)₂處理產生CaO·SiO₂沉淀，溶液則返回堿浸過程。

在焙燒過程中分解產生的無定型SiO₂可在低溫條件中與稀堿溶液發生反應而脫硅。

本發明通過對一水硬鋁石型鋁土礦進行焙燒處理，以改變鋁土礦中鋁、硅礦物的形態和晶體構造，特別是改善鋁硅酸鹽礦物中硅的結晶形態，使其由晶態的鋁硅酸鹽礦物轉變為非晶態的無定型二氧化硅，在稀堿溶液中選擇性地溶出，從而達到脫硅和提高A/S比的目的。本發明不僅能夠回收一水硬鋁石中的鋁，還能回收鋁硅酸鹽中的鋁，氧化鋁的總回收率大于97％。

附圖說明：

圖1：本發明工藝流程示意圖。

實施例：

1.使用原礦A/S＝4.4的山西鋁土礦，采用回轉窯焙燒，工藝制度為：礦物粒度小于20mm，焙燒溫度1050～1100℃，焙燒時間15～20min，窯內升溫速度為24℃/min，焙燒礦石經進一步細磨至-0.076mm(-200目)80～85％，苛性堿重量百分比濃度為Na₂O_k＝150g/L，溶出溫度90～95℃下溶出，溶出時間100min，溶出液固比L/S＝4∶1，精礦鋁硅比A/S＝9.90，Al₂O₃回收率為97.7％。