[發(fā)明專利]一水硬鋁石型鋁土礦脫硅方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00103925.3
• 申請日: 2000-03-09
• 公開（公告）號: CN1266816A
• 公開（公告）日: 2000-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱冠周;姜濤;李光輝;范曉慧;黃柱成;楊永斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06;C22B1/02
• 代理公司: 中南工業(yè)大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 龔燦凡

本發(fā)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(shù)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(jié)晶細(xì)散、組成復(fù)雜的特點(diǎn)。由于礦石硅高、鋁硅比低，使我國氧化鋁生產(chǎn)能耗高、效益差。因此采取經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)脫硅工藝，提高氧化鋁生產(chǎn)原料的鋁硅比，是實(shí)現(xiàn)我國氧化鋁高效低耗生產(chǎn)的重要途徑。目前，鋁土礦的預(yù)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(zhuǎn)變成可溶性的硅，而氧化鋁以不溶物的形式存在，其缺點(diǎn)是脫硅速度慢，周期長，條件要求苛刻，難于在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。物理脫硅法是應(yīng)用物理的方法(如浮選法)來實(shí)現(xiàn)一水硬鋁石和硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物的分離，其缺點(diǎn)是由于鋁硅酸鹽含有一定數(shù)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(yù)脫硅過程中鋁的回收率，回收鋁硅酸鹽中的鋁，特提出本發(fā)明。

本發(fā)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(shù)為：

1>焙燒：采用帶式焙燒機(jī)焙燒鋁土礦，將粒度小于8mm的鋁土礦礦石與添加劑和一定量的水混勻并制粒，將焦粉外滾粘于制粒小球上，然后布料，點(diǎn)火焙燒，焙燒工藝制度為：焦粉(-1mm)用量3.3～3.5％(重量百分比)，水份7～8％，添加劑(腐植酸鈉)0.6％，點(diǎn)火溫度950℃，點(diǎn)火時(shí)間1min，點(diǎn)火負(fù)壓3000～4000Pa，焙燒負(fù)壓7000～9000Pa，料層高度450～500mm。

經(jīng)焙燒后，一水硬鋁石型鋁土礦發(fā)生以下反應(yīng)：

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(yīng)，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(jīng)焙燒發(fā)生脫水反應(yīng)并分解產(chǎn)生非晶態(tài)無定型的SiO₂：

在焙燒過程中分解產(chǎn)生的無定型SiO₂可在低溫條件中與稀堿溶液發(fā)生反應(yīng)而脫硅。

2>堿浸溶出，焙燒過的礦石經(jīng)進(jìn)一步細(xì)磨后，采用機(jī)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(shí)間100～120min，溶出液固比L/S＝3～5∶1。

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

本發(fā)明通過對一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行焙燒處理，以改變鋁土礦中鋁、硅礦物的形態(tài)和晶體構(gòu)造，特別是改善鋁硅酸鹽礦物中硅的結(jié)晶形態(tài)，使其由晶態(tài)的鋁硅酸鹽礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)的無定型二氧化硅，在稀堿溶液中選擇性地溶出，從而達(dá)到脫硅和提高A/S比的目的。本發(fā)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(fā)明工藝流程示意圖。

實(shí)施例：

1.使用原礦A/S＝4.4的山西鋁土礦，工藝制度為：礦石粒度小于 5mm，焦粉(-1mm，外滾加入)用量3.4％(重量百分比)，水份7.5％，復(fù)合添加劑0.6％，料層高度450mm，點(diǎn)火溫度950℃，點(diǎn)火時(shí)間1min，點(diǎn)火負(fù)壓3000Pa，焙燒負(fù)壓7000Pa，焙燒礦石經(jīng)進(jìn)一步細(xì)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(shí)間100min，溶出液固比L/S＝4∶1，Al₂O₃回收率為97.5％，精礦A/S＝9.31。