[發明專利]一種鋁土礦的綜合利用方法

有效

• 申請號: 201610772917.2
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107792870B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 曹紹濤;張澤豪;陳芳芳;張毅;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦

本發明提供了一種鋁土礦的綜合利用方法，所述方法將鋁土礦、石灰和堿液混合制成礦漿進行一段溶出反應得到溶出漿液；漿液依次經稀釋脫硅、液固分離和洗滌后，得到一段赤泥和種分精液；一段赤泥與鋁酸鈉溶液混合形成二段溶出料漿，向其中加入石灰進行二段溶出反應，反應后經液固分離和洗滌，得到二段赤泥和鋁酸鈉溶出液；二段赤泥與堿液混合后，經三段溶出反應、過濾和洗滌得到硅酸鈣渣和三段溶出液，三段溶出液循環利用，最終氧化鋁綜合溶出率達92％以上。本發明實現了赤泥的無害化和減量化與資源化利用，具有原料來源廣、反應條件溫和、設備投資少、生產成本低、工業可操作性強、固廢排放少和氧化鋁回收率高等特點，實現了氧化鋁的清潔生產。

技術領域

本發明屬于氧化鋁生產方法領域，涉及一種鋁土礦的綜合利用方法，尤其涉及一種難溶的低品位一水硬鋁石型鋁土礦的綜合利用方法。

背景技術

氧化鋁工業在國民經濟的發展中具有不可替代的重要作用，氧化鋁產量從1954年的2.66萬噸發展到2015年的5865萬噸。工業氧化鋁總產量的90％以上用于電解生產金屬鋁，其他則廣泛應用于化工、陶瓷、醫藥和電子等領域。氧化鋁工業生產基本采用拜耳法、燒結法和拜爾-燒結聯合法。由于燒結法具有能耗高、流程復雜以及氧化鋁產品質量不如拜耳法的缺點，因此近年來新建工廠多采用拜耳法生產氧化鋁。目前，我國采用拜耳法工藝生產的氧化鋁產量約占總產量的80％以上。

拜耳法產生的赤泥是我國有色金屬行業產生量最大的固體廢棄物，年產生量約在6000萬噸以上，累計堆存量超過3.5億噸，綜合利用率約為4％，是制約氧化鋁工業可持續發展的瓶頸。赤泥中堿性物質的存在，使得赤泥在傳統無機硅酸鹽材料中的應用受到限制。目前，赤泥主要采用筑壩堆存的方式處理，不僅占用大量土地，也對農田和地下水造成污染。對于資源緊缺、環境問題突出的我國來說，充分利用鋁土礦中的有價元素，提高產品附加值，減少固廢物排放，發展綠色環保、經濟可行的氧化鋁清潔生產技術意義重大。

目前氧化鋁生產方法的改進成果主要包括選礦拜耳法和石灰拜耳法，其均已得到半工業試驗和工程化研究的證明，可經濟的處理難溶的一水硬鋁石礦。選礦拜爾法的不足在于，增加選礦成本，能耗增大，尾礦中含有大量氧化鋁且帶來尾礦處理問題，全過程氧化鋁的資源利用率較低；石灰拜耳法存在石灰添加量大，氧化鋁回收鋁低，赤泥排放量大的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種經濟環保的一水硬鋁石型鋁土礦的綜合利用方法，通過優化鋁土礦溶出工藝，調控赤泥物相，賦予赤泥有利于二次提鋁的物相組成，提高氧化鋁溶出效率和赤泥分離效率，降低赤泥含堿量，減少生產成本、設備投資，增強工業可操作性，并減少固廢排放量。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種鋁土礦的綜合利用方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將鋁土礦、石灰和堿液混合制成礦漿，進行一段溶出反應，得到溶出漿液；

(2)步驟(1)中得到的漿液依次經稀釋脫硅、液固分離和洗滌后，得到一段赤泥和種分精液，所得種分精液經分解和液固分離后得到氫氧化鋁和種分母液，氫氧化鋁經洗滌和焙燒制得氧化鋁產品，種分母液循環利用；

(3)將步驟(2)制得的一段赤泥與鋁酸鈉溶液混合形成二段溶出料漿，向其中加入石灰進行二段溶出反應，反應后經液固分離和洗滌，得到二段赤泥和高堿濃度的鋁酸鈉溶出液；

(4)步驟(3)所得高堿濃度的鋁酸鈉溶出液經脫硅后得到脫硅渣和脫硅液，脫硅液依次經蒸發和冷卻結晶得到水合鋁酸鈉和結晶母液，所得水合鋁酸鈉和結晶母液均循環利用；

(5)步驟(3)所得二段赤泥與堿液混合后，依次經三段溶出反應、過濾和洗滌得到硅酸鈣渣和三段溶出液，三段溶出液循環利用。

本發明所制得的硅酸鈣渣可用于生產水泥、路基材料和環境修復材料等。