[發(fā)明專利]一種含高鋁高硅高鐵類礦的綜合利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610539540.6
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN106191437B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高利坤;洪志;陳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州鑫亞礦業(yè)有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B21/00;C22B59/00;C22B34/12;C01B33/18;C01F7/76;C01G49/14;C01B17/88;C01F17/00
• 代理公司: 北京紐樂康知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11210
• 代理人: 蘇泳生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種含高鋁高硅高鐵類礦的清潔高效綜合利用方法。

背景技術(shù)

我國礦產(chǎn)資源具有貧礦多、富礦、易選礦少，中小型礦多、大型礦少，成分復(fù)雜的共、伴生礦多、單一礦少的特點，由于多年無序開采、采富棄貧、選冶工藝落后、環(huán)保意識較差等原因?qū)е麓蠖鄶?shù)礦山產(chǎn)品單一、尾礦堆存量極大、尾礦中未利用組分較多以及生態(tài)環(huán)境破壞嚴重，因此，綠色環(huán)保、節(jié)能、綜合高效利用礦產(chǎn)資源是當今時代礦業(yè)發(fā)展的必然選擇。雖然，近十年來我國礦產(chǎn)資源綜合利用取得了較大進展，但總體上我國礦產(chǎn)資源綜合利用仍然受地域經(jīng)濟、企業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平等因素的制約，水平參差不齊、差距較大。據(jù)統(tǒng)計，我國礦產(chǎn)資源總回收率和共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率分別為30%和35%左右，比國外先進水平低20%左右，與發(fā)達國家相比還有較大差距。含高鋁高硅高鐵類礦往往由于嵌布粒度細、礦物組成復(fù)雜等，屬難處理礦石。目前，對該類礦只能回收其中的少部分有價元素，而其中的大部分有價元素仍然損失在尾渣中，部分礦甚至還不能有效開發(fā)利用。如高鐵高硅鋁土礦，首先需要脫硅，才能進一步提取氧化鋁，赤泥中還含有許多有價元素如鈧、鍺、鎵、鈦、鐵等，又如硅酸鎳礦、磷鉀礦等至今仍得不到有效開發(fā)。

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種含高鋁高硅高鐵類礦的綜合利用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)資源和能源的高效綜合利用、清潔生產(chǎn)、無尾排放。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種含高鋁高硅高鐵類礦的綜合利用方法，包括以下步驟：

S1在常壓條件下，通過增加硫酸濃度來提高浸出溫度，實現(xiàn)含高硅高鋁高鐵類礦石中鋁以及其它有價元素的高效浸出，同時得到純度較高的無定型二氧化硅，該無定型二氧化硅可作為優(yōu)質(zhì)硅肥、白炭黑、水玻璃、硅酸鈣材料等的優(yōu)質(zhì)原料，達到了無浸出廢渣的目的；

S2根據(jù)浸出液中Al₂O₃的含量，按一定比例加入硫酸銨或氨水，一般按銨鋁摩爾比為1:1～1.2:1的比例添加，在反應(yīng)釜內(nèi)攪拌10～60分鐘，溫度控制在70～90℃，真空結(jié)晶或冷卻結(jié)晶得到硫酸鋁銨晶體（可重結(jié)晶進一步提純），結(jié)晶溫度一般為10～40℃，可以在不改變酸浸出液的性質(zhì)的條件下，使鋁首先與浸出液中的有價元素以及鐵分離；

S3采用溶劑萃取法從酸浸出液中分步回收有價金屬元素；可根據(jù)溶液中不同有價金屬元素采用不同的常規(guī)萃取分離技術(shù)，如采用P204萃取分離鈧，采用N1923萃取分離鈦等；

S4采用蒸發(fā)濃縮廢酸，濃縮到一定濃度后可以返回到浸出系統(tǒng)再用，濃縮溫度一般可控制在180～220℃左右，濃縮酸度可根據(jù)浸礦要求一般為40%～70%（體積分數(shù)），廢酸濃縮的同時結(jié)晶出硫酸鐵和硫酸亞鐵副產(chǎn)物；

S5通過建設(shè)配套的硫鐵礦制酸系統(tǒng)，首先為含高鋁高硅高鐵礦石的浸出提供硫酸，降低原料成本，更重要的是充分利用制酸廢熱蒸汽作為浸出、結(jié)晶、重結(jié)晶、廢酸濃縮以及各有價金屬元素萃取回收過程中需要加溫的熱源，可大幅度降低整個綜合利用系統(tǒng)的能耗；再則，廢酸濃縮產(chǎn)生的硫酸鐵和硫酸亞鐵可以適當比例（一般為質(zhì)量比25～35%）配礦到硫鐵礦中制備硫酸，硫鐵礦燒渣可作為煉鐵原料，綜合利用廢酸蒸發(fā)濃縮結(jié)晶出的硫酸鐵和硫酸亞鐵。

進一步的，步驟S1中，將含高硅高鋁高鐵礦石破碎磨礦到一定細度，細度一般為-200目的礦石占質(zhì)量百分比為65%～95%，在反應(yīng)釜中常壓硫酸浸出，通過增加硫酸濃度來提高浸出溫度，一般硫酸濃度（體積分數(shù)）控制在40%～70%，浸出溫度可得到100～180℃，可以將礦石中的鐵、鈦、鋁以及其它有價元素轉(zhuǎn)入液相，實現(xiàn)高效浸出，控制固液分離溫度為70～90℃，可得到純度較高的無定型二氧化硅，一般純度可達95%左右。

本發(fā)明的有益效果：

（1）在常壓條件下，通過增加硫酸濃度來提高浸出溫度，直接高效浸出礦石中的鋁以及其它有價元素（無需焙燒礦石等預(yù)處理），得到純度較高的可作為優(yōu)質(zhì)硅肥、白炭黑、水玻璃、硅酸鈣材料等的優(yōu)質(zhì)原料無定型二氧化硅，實現(xiàn)無尾排放；

（2）采用真空結(jié)晶或冷卻結(jié)晶制備硫酸鋁銨首先分離出鋁，再采用溶劑萃取法從酸浸出液中分步回收有價金屬元素，以及蒸發(fā)濃縮廢酸分離出硫酸鐵和硫酸亞鐵并返回制酸，實現(xiàn)資源的高效綜合利用；

（3）采用蒸發(fā)濃縮循環(huán)利用廢酸，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)；