[發明專利]一種水化石榴石中氧化鋁的回收方法

在審

• 申請號: 201910252880.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109809452A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 周秋生;王彪;王一霖;程路偉;齊天貴;李小斌;彭志宏;劉桂華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06;C01F7/08;C01F7/14
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發明公開了一種水化石榴石中氧化鋁的回收方法，屬于資源回收技術領域。本發明將水化石榴石與一定量的堿液混合均勻制備生料漿，對其進行低溫焙燒，將焙燒產物置于堿溶液中低溫浸出，浸出后固液分離得到鋁酸鈉溶液與浸出渣。本發明可以從水化石榴石中高效回收氧化鋁，回收率可以達到90％以上，且具有焙燒過程溫度低和流程短的特點，有利于能源節約和環境保護，體現出較高的工業推廣價值。

技術領域

本發明一種水化石榴石中氧化鋁的回收方法，涉及資源回收技術領域。

背景技術

拜耳法氧化鋁生產過程中，會產生大量的赤泥，主要成分為鈉硅渣(Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·2H₂O)和水化石榴石(3CaO·Al₂O₃·xSiO₂·(6-2x)H₂O)，造成溶出過程氧化鈉和氧化鋁的損失。從赤泥中回收堿和鋁的方法有高壓水化學法、石灰燒結法、石灰—二氧化碳轉型法和酸法等，高壓水化學法對堿度要求很高，能耗大，流程復雜，作業困難。同時陳化時間過長等問題限制了該法的工業化應用；石灰燒結法流程短，設備成熟，易于工業化生產，但是存在配鈣量大、能耗高的缺點；鈉硅渣石灰-二氧化碳轉型法工藝條件溫和，能較大程度上實現鋁和鈉的回收，但是存在流程長和物料循環量大等問題。

鈉硅渣加石灰水熱法脫堿后主要物相為水化石榴石，分子式為3CaO·Al₂O₃·SiO₂·4H₂O，屬難溶固體化合物，是造成鋁損失的主要原因，需對其加以回收利用。濕法回收工藝采用通二氧化碳的方法來分解水化石榴石以回收氧化鋁，雖然條件較溫和，但氧化鋁回收率較低，且過程繁雜，物料循環量大，至今未實現工業化。本專利針對鈉硅渣加石灰水熱法脫堿后生成的水化石榴石，提出了火法燒結工藝，能夠高效低耗地回收水化石榴石中的氧化鋁。

通過專利檢索，中國專利申請號：201510189709.5，申請日：2015年4月21日，發明創造名稱為：一種將拜耳法赤泥中鋁從水化石榴石物相轉化成氧化鋁物相的方法，該申請案將拜耳法赤泥干燥后，磨成粒度為80～200目細粉，向細粉中加入細粉質量2～8％的碳氫有機粘結劑混合均勻，再用手工揉捏或者制粒機制成粒徑為1～5mm圓顆粒；將圓顆粒微波焙燒20～100min，最后在400～800℃的條件下保溫10～60min，即能獲得從水化石榴石物相轉化成氧化鋁物相的拜耳法赤泥圓顆粒。該申請案雖然對于水化石榴石中鋁有一定的回收效果，但需將赤泥烘干、制粒和焙燒，過程較復雜，氧化鋁回收效率較低，不利于工業推廣。

發明內容

本發明提供了一種火法處理水化石榴石以回收氧化鋁的方法，通過水化石榴石與堿溶液混合焙燒，并用堿浸出，進而高效、便捷、低成本地回收鋁礦物。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種水化石榴石中氧化鋁的回收方法，將水化石榴石與一定量的堿液混合均勻制備生料漿，對生料漿進行低溫焙燒，將焙燒產物置于堿溶液中低溫浸出，浸出后經固液分離得到鋁酸鈉溶液與浸出渣。

一種水化石榴石中氧化鋁的回收方法，具體步驟包括：

S1、將水化石榴石與堿液混合均勻制備生料漿；

S2、把生料漿進行焙燒處理；

S3、將焙燒產物置于浸出劑中進行浸出，浸出漿液經固液分離得到鋁酸鈉溶液和浸出渣。

更進一步說，步驟S1中所述的堿液為碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液中的一種或幾種，堿液和水化石榴石的液固比為0.5～3.5mL/g。

更進一步說，步驟S1所述的生料漿中氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為0.5～3:1。