[發明專利]一種鋁土礦酸法生產氧化鋁的方法

有效

• 申請號: 201010172151.7
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101823742A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;呂國志;劉燕;鮑麗;牛麗萍;趙秋月;蔣孝麗;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C01F7/22
• 分類號: C01F7/22
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明涉及氧化鋁的生產方法，特別涉及一種鋁土礦酸法生產氧化鋁的方法。?

技術背景

目前使用鋁土礦資源生產氧化鋁的企業幾乎全部使用了堿法，其中拜耳法是生產氧化鋁的最主要方法。但使用拜耳法生產氧化鋁對鋁土礦的品位要求較高，在礦石品位較低時，會由于礦物中的鋁與含硅礦物結合生成水合硅鋁酸鈉而導致鋁元素提取效率低、赤泥量大等問題的出現，以鋁硅比為5的鋁土礦為例，使用拜耳法生產氧化鋁過程中其礦石中氧化鋁的理論溶出率僅為80％左右，造成鋁收率急劇下降，資源綜合利用率低。中國鋁業股份有限公司發明的一種一水硬鋁石礦的溶出方法(CN101289205A)，但是并不能從根本解決中低品位鋁土礦赤泥量大，資源利用率等缺點，而且大量的赤泥無法應用，占用大量的土地，并造成嚴重的土壤污染。?

在我國鋁土礦資源中，鐵含量較高(＞10％)的礦物總儲量超過8億噸，在使用高鐵鋁土礦為原料的拜耳法氧化鋁生產過程中，礦石中較高的鐵含量(氧化鐵含量為10％～50％)會導致溶出赤泥量大、赤泥中鐵含量過高且分離難度大等問題的出現。而現有的赤泥選鐵工藝中，氧化鐵提取效率多在20％～30％左右，赤泥中大部分鐵元素未得到有效的利用。針對拜耳法的缺點，中國長城鋁業公司發明的高鐵鋁土礦鋁鐵分離綜合利用方法(CN1806930A)，貴陽鋁鎂設計研究院發明的從高鐵鋁土礦中提取鐵和鋁的方法(CN1766128A)，盧惠民等發明的一種以高鐵鋁土礦為原料制備得到多種產物的組合生產方法(CN101337683A)，但以上均存在著工藝復雜、有價元素綜合利用率低等缺點。?

發明內容

針對現有酸法生產氧化鋁的技術問題，本發明提供一種鋁土礦酸法生產氧化鋁的方法，采用鋁硅比1.5～5的低品位鋁土礦或氧化鐵含量為10～50％的高鐵鋁土礦作為原料，通過鹽酸浸出、浸出礦漿固液分離，浸出液萃取分離、氯化鋁和氯化鐵溶液直接熱解得到氧化鋁，同時回收其中的鐵、硅等有價元素，整個流程中鹽酸實現循環利用。?

本發明的方法按以下步驟進行：?

1、浸出?

采用的鋁土礦原料中鋁硅比為1.5～5或氧化鐵重量含量為10～50％，所述的鋁硅比為原料中氧化鋁與氧化硅的質量比；將鋁土礦原料粉碎至粒徑小于150μm，置于密閉容器中用鹽酸浸出，浸出時吹入氯化氫氣體并加熱至溫度為80～220℃，浸出時間為60～240min；采用的鹽酸重量濃度為5～20％，鹽酸與鋁土礦的液固比為2～20∶1L/kg；當鋁土礦原料為鋁硅比為?1.5～5的低品位鋁土礦時，氯化氫氣體的吹入量為0.6～1.0t/t鋁土礦；當鋁土礦原料為氧化鐵重量含量10～50％的高鐵鋁土礦時，氯化氫氣體的吹入量為0.9～1.3t/t鋁土礦；浸出的反應方程式為?

Al(OOH)+3HCl＝AlCl₃+2H₂O?

Al(OH)₃+3HCl＝AlCl₃+3H₂O?

Fe(OOH)+3HCl＝FeCl₃+2H₂O?

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O?

浸出完成后分離浸出液和浸出渣；得到含鋁、鐵氯化物的浸出液和含硅浸出渣，其中浸出渣中SiO₂的質量含量在85％以上。?

2、萃取分離?

在浸出液中加入由萃取劑磷酸三丁酯和稀釋劑磺化煤油組成的有機相進行萃取，有機相與水相體積比為1～7∶1，有機相中萃取劑的體積百分比為20～50％，萃取溫度為25～75℃，萃取時間為0.5～10min；反應方程式為?

萃取后獲得萃取相和萃余相，氯化鋁進入萃余相得到氯化鋁溶液，氯化鐵進入萃取相。?

3、熱解?

將氯化鋁溶液和萃余相分離，將氯化鋁溶液加熱分解，熱解溫度為400～900℃，熱解時間為5～60min，獲得氧化鋁和氯化氫氣體；反應方程式為?

2AlCl₃+3H₂O＝Al₂O₃+6HCl?