CN102180498B - 一种从铝土矿中提取氧化铝的方法 - Google Patents

一种从铝土矿中提取氧化铝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从铝土矿中提取氧化铝的方法,适用于对不同品位、不同矿石矿物类型铝土矿中氧化铝的提取。该方法采用将破碎后的铝土矿与碳酸钠按一定比例混合研磨后,然后通过焙烧、循环浸取、沉淀过滤、碳分、助剂回收、洗涤和煅烧等步骤,获得高纯氧化铝。整个生产工艺过程中,产生的CO2以及所使用的助剂可回收并实现循环利用。该方法与拜耳法等现有其它各种生产氧化铝的方法相比,具有对铝土矿中的氧化铝品位要求低、铝硅比(A/S)要求低、矿物成分类型无限制,以及氧化铝提取率高、能耗低、工艺过程更加简捷、对设备无特殊要求和成本更低等优点,因此容易实现工业化。

Description

一种从铝土矿中提取氧化铝的方法
技术领域:
本发明属于冶金、化工综合生产领域,尤其是涉及一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。
技术背景:
伴随人类社会的持续发展,对铝资源的需求也在不断增加。目前,随着氧化铝工业的发展,已经充分显现出对铝土矿资源,尤其是优质铝土矿资源的严重短缺。目前,铝土矿供需矛盾十分突出,尤其在我国,绝大多数矿山不同程度出现了矿石品位严重贫化的局面,绝大多数主力矿区的高品位或高铝硅比铝土矿甚至濒临枯竭。面对高品位或高铝硅比的优质铝土矿资源日益匮乏这一现状,现有氧化铝生产技术面临严重挑战,如何利用其他类型的低品位或低铝硅比的铝矿资源和节能新工艺等问题,成为当前氧化铝生产技术领域研究、开发的重要方向。
目前,能够大量生产氧化铝的方法主要包括石灰石烧结法、硫酸铵烧结法、碱石灰烧结法、酸浸法、氟化铵助溶法、微波助溶法、联合法、拜耳法及所谓的非高温法等,并不断有新的专利产生。上述现有各类方法中,除了拜耳法之外,均存在严重缺陷:要么能耗过高,难以获取效益(碱石灰烧结法、石灰烧结法和微波助溶法等工艺);要么氧化铝浸取率过低,同样难以获取效益(非高温法);要么排渣量过大,导致过多固体废弃物的排放,严重污染环境,从根本上,仍然难以获取效益;要么工艺流程长而复杂、设备繁多、很多作业过程互相牵制,同时存在高能耗高成本等问题(联合法等);要么所用助剂对设备腐蚀性太强、且助剂酸回收困难和其对环境易造成污染等一系列致命缺点,严重影响了其产业化的推广(酸浸法、氟化铵助溶法、硫酸铵烧结法等)。
与已有的其他方法相比,拜尔法虽然流程相对简单、投资和能耗相对最低,目前有90%以上的氧化铝是用拜耳法生产的,但该方法的严重缺点是只适用于高铝硅比的三水铝石型铝土矿的处理。而我国的各类铝土矿资源中,一水硬铝石占到总储量的98%以上,尤其是绝大部分同时具有高SiO2含量的突出特点,对拜尔法使用受到极大限制。
除上之外,最早由法国化学家萨特里在1858年发明的用纯碱与铝土矿原料进行碱熔来提取Al2O3的技术——纯碱烧结法,由于碱熔过程中,SiO2和Al2O3与Na2CO3反应产生大量的不溶解的铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·2SiO2)固体,不仅使得Al2O3提取率大幅度下降、提取的氧化铝品质差,而且大量的原料纯碱Na2CO3变为Na2O·Al2O3·2SiO2固体中的Na2O,不能被释放出来循环利用,从而Al2O3提取成本大幅度升高。
综上所述,目前需要解决的关键问题是如何降低能耗及生产成本、减少废弃物的排放问题。本发明目的就是寻求到一种既能适用于不同原料又能够降低能耗及生产成本、减小废弃物的排放的提取氧化铝的方法。
发明内容:
本发明较目前已有的方法相比,其不同之处在于通过选择合适的煅烧温度和煅烧时间,使得烧结过程中不产生铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·2SiO2),从而实现了对硅和铝的选择性活化,即将原料中的铝活化为可溶于水和碱溶液的铝酸钠,而矿石中的硅质成分不被活化,因而浸取时只能浸出铝。这样,既解决了以前的纯碱烧结法中烧结温度高、Al2O3提取率低、以及氧化铝品质差的关键问题,又克服了拜耳法对原料中氧化铝品位、铝硅比(A/S)和矿石矿物类型的苛刻要求。与此同时,还实现了烧结温度低、烧结时间短、能有效控制铝和硅的活化比,最终使得提取氧化铝过程中,能耗和生产成本得到有效降低,为本发明的技术推广和实现产业化奠定了坚实的基础。预计本方法的推广,对目前氧化铝生产方法将是一次根本性变革,可有效改善我国氧化铝资源的匮乏状况。
本发明提供的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法,目的在于克服已有的氧化铝生产技术方法中存在工艺过程繁杂、设备要求高、生产成本高等缺点。本发明的基本技术途径是:将破碎后的铝土矿,与一定比例的碳酸钠混合研磨,并通过焙烧、循环浸取、沉淀过滤、碳分、助剂及水回收、洗涤和煅烧等步骤,得到高纯氧化铝。整个工艺过程中,产生的CO2以及所使用的助剂均可回收并实现循环利用。本发明包括下列步骤:
(1)混合研磨:将破碎后的铝土矿或高岭土,与碳酸钠固体按照质量百分比1∶0.6-1∶2.5的比例混合并研磨成100目-250目的混合物料;
(2)焙烧:将步骤(1)获得的混合物料在620℃-990℃温度条件下焙烧10分钟-60分钟,得到焙烧熟料。焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,输出气体可直接用于碳分;
(3)循环浸取:向步骤(2)获取的焙烧熟料中加入水进行浸取。浸取条件为:固液比1∶6.0-1∶120、浸取温度10℃-85℃、浸取时间5分钟-50分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液;所得滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取,浸取条件不变。循环浸取后过滤得到滤渣和循环滤液;
(4)沉淀过滤:当步骤(3)中循环滤液中见白色沉淀析出后停止循环浸取,并将循环滤液加热至温度60℃-100℃、保温30分钟-120分钟后过滤,分别得到氢氧化铝和循环滤液。循环滤液再继续被用于步骤(3)的循环浸取,浸取条件不变。
(5)碳分:当步骤(4)中循环滤液有白色半透明结晶析出时终止浸取,并将该循环滤液置入碳分池进行碳分。条碳分件为:碳分温度20℃-100℃,滤液pH值7-9作为碳分终点。碳分后过滤,分别得到Na2CO3溶液和氢氧化铝。
(6)助剂及水回收:将步骤(5)所得Na2CO3溶液负压蒸发结晶并烘干,即可回收碳酸钠助剂,并可直接用于步骤(1)。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收蒸馏水;蒸馏水可用于氢氧化铝洗涤或步骤(3)的浸取。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氢氧化铝,进一步煅烧得到氧化铝产品。
本发明既不要求铝土矿的矿石矿物类型,又可以有效降低铝土矿品位要求和铝硅比(A/S)要求,因此可有效解决高品位铝土矿资源的不足问题。此外,整个工艺过程中产生的CO2以及提取氧化铝过程中所使用的碱和水均可回收并实现循环利用,减少了废弃物的排放量。整个工艺过程中,氧化铝损失率低、能耗低、工艺过程简捷,对设备无特殊要求,因此容易实现工业化。
附图说明:
图1是一种从铝土矿中提取氧化铝的方法的工艺流程图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
图1是本发明的一个实施例,即一种从铝土矿中提取氧化铝的工艺流程图。具体包括下列步骤。
(1)按照质量百分比,将破碎后的铝土矿或高岭土与碳酸钠固体按1∶0.6-1∶2.5的比例混合并研磨成100目-250目的混合物料;
(2)将步骤(1)获得的混合物料在620℃-990℃温度条件下焙烧10分钟60分钟,得到焙烧熟料;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分;
烧结过程中发生的主要化学反应如下:
Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2
(3)向步骤(2)获取的焙烧熟料中加入水进行浸取。浸取条件为:固液质量比1∶6.0-1∶120、浸取温度10℃-85℃、浸取时间5分钟-50分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液;所得滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取,浸取条件不变。循环浸取后过滤得到滤渣和循环滤液;
按照如下公式计算铝土矿中Al2O3的浸取率G
G=(滤液中Al2O3量/铝土矿中所含Al2O3总量)×100%;其中G是Al2O3浸取率。
(4)当步骤(3)中循环滤液中见白色(Al(OH)3)析出后,循环滤液加热至温度60℃-100℃并保温30分钟-120分钟后进行过滤,其中所含的铝酸钠有60-90%转化分解形成Al(OH)3沉淀析出。过滤后,分别得到氢氧化铝和循环滤液。循环滤液可继续被用于步骤(3)的循环浸取,浸取条件不变。
(5)当步骤(4)中循环滤液NaOH过饱和时终止浸取,并将该循环滤液置入碳分池进行碳分。碳分温度20℃-100℃,滤液pH值7-9作为碳分终点。至此,循环滤液中剩余的铝酸钠也转化为Al(OH)3被沉淀析出。过滤分别得到Na2CO3溶液和氢氧化铝。
(6)将步骤(5)所得Na2CO3溶液负压蒸发结晶并烘干,即可回收碳酸钠。回收的碳酸钠可直接用于步骤(1);Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收蒸馏水。蒸馏水可用于氢氧化铝洗涤或步骤(3)的浸取。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氢氧化铝产品,进一步煅烧得到氧化铝。
以下是发明人给出的实施例,需要说明的是,这些实施例是一些较优的实例,本发明不限于这些实施例。
实施例1
(1)将破碎后的铝土矿,与碳酸钠固体按1∶0.6的比例混合并研磨成100目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在620℃温度条件下焙烧60分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶6,在10℃温度条件下浸取50分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率76%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率77%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在78%-87%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第7份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度60℃保持120分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中78%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第10份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度20℃,滤液pH值达到7后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
实施例2
(1)将破碎后的铝土矿,与碳酸钠固体按1∶2.5的比例混合并研磨成250目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在990℃温度条件下焙烧10分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶120,在85℃温度条件下浸取5分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率80%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率81%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在81%-86%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第21份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度100℃保持30分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中85%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第23份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度100℃,滤液pH值达到9后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
实施例3
(1)将破碎后的铝土矿,与碳酸钠固体按1∶2.3的比例混合并研磨成150目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在720℃温度条件下焙烧50分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶15,在20℃温度条件下浸取40分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率79%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率80%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在81%-84%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第15份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度70℃保持40分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中82%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第18份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度25℃,滤液pH值达到8.8后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
实施例4
(1)将破碎后的高岭土,与碳酸钠固体按1∶0.6的比例混合并研磨成100目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在620℃温度条件下焙烧60分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶6,在10℃温度条件下浸取50分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率78%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率79%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在81%-87%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第6份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度60℃保持120分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中82%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第9份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度20℃,滤液pH值达到7后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
实施例5
(1)将破碎后的高岭土,与碳酸钠固体按1∶2.5的比例混合并研磨成250目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在990℃温度条件下焙烧10分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶120,在85℃温度条件下浸取5分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率80%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率81%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在81%-86%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第21份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度100℃保持30分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中85%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第23份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度100℃,滤液pH值达到9后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
实施例6
(1)将破碎后的高岭土,与碳酸钠固体按1∶2.3的比例混合并研磨成150目的混合物料。
(2)将步骤(1)获得的混合物料在720℃温度条件下焙烧50分钟,得到焙烧熟料。焙烧熟料分为质量相同的若干等份备用;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分。
(3)在第一份焙烧熟料中加入适量的水,并使固液质量比为1∶15,在20℃温度条件下浸取40分钟。浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液。经测定,滤液中氧化铝浸取率79%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
将第2份焙烧熟料置入所得滤液中继续进行浸取,浸取条件不变。浸取后过滤,分别得到滤渣和循环滤液;经测定,滤液中氧化铝浸取率80%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
利用浸取后形成的循环滤液继续逐份对焙烧熟料进行浸取,浸取条件不变。经测定,氧化铝浸取率保持在81%-84%,二氧化硅、氧化铁等其他成分浸取率均为零。
(4)循环浸取至第15份焙烧熟料之后,循环滤液见Al(OH)3析出,加热该滤液至温度70℃保持40分钟,过滤后分别得到氢氧化铝和循环滤液。经分析计算,至此,物料中82%的氧化铝被提取出来。
(5)循环浸取至第18份焙烧熟料后,循环滤液中氢氧化钠过饱和,将该滤液置入碳分池,利用步骤(2)输出的CO2进行碳分。碳分温度25℃,滤液pH值达到8.8后停止碳分并过滤。滤液为Na2CO3溶液,滤渣为氢氧化铝。经分析计算,循环滤液中剩余的铝离子也转化为氢氧化铝被提取出来。
(6)将步骤(5)所得的过饱和Na2CO3循环滤液负压蒸发结晶并烘干,回收到碳酸钠。Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收到蒸馏水。
(7)洗涤与煅烧。用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氧化铝产品。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种从铝土矿中提取氧化铝的方法,其特征在于,包括下列步骤:
(1)混合研磨:将铝土矿与碳酸钠固体按照质量百分比1:0.6-1:2.5的比例混合并研磨成100目-250目的混合物料;
(2)焙烧:将步骤(1)获得的混合物料在620℃-990℃温度条件下焙烧10-60分钟,得到焙烧熟料;焙烧时焙烧设备接气体输出管并与碳分池连接,回收二氧化碳气体直接用于碳分;
(3)循环浸取:向步骤(2)获取的焙烧熟料中加入水进行浸取;浸取条件为:固液比1:6.0-1:120、浸取温度10℃-85℃、浸取时间5-50分钟;浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液;所得滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取,浸取条件不变;循环浸取后、过滤得到滤渣和循环滤液;
(4)沉淀过滤:当步骤(3)中循环滤液中见白色沉淀析出后停止循环浸取,并将循环滤液加热至温度60℃-100℃、保温30-120分钟后过滤,分别得到氢氧化铝和循环滤液;循环滤液再继续被用于步骤(3)的循环浸取,浸取条件不变;
(5)碳分:当步骤(4)中循环滤液有白色半透明结晶析出时终止浸取,并将该循环滤液置入碳分池进行碳分;碳分条件为:碳分温度20℃-100℃,滤液pH值7-9作为碳分终点;碳分后过滤,分别得到Na2CO3溶液和氢氧化铝;
(6)助剂及水回收:将步骤(5)所得Na2CO3溶液负压蒸发结晶并烘干,即可回收碳酸钠助剂,并直接用于步骤(1);Na2CO3溶液加热负压蒸发过程中,蒸发设备接冷凝装置和储罐回收蒸馏水;蒸馏水用于氢氧化铝洗涤或步骤(3)的浸取;
(7)洗涤与煅烧:用步骤(6)回收的蒸馏水洗涤步骤(4)与步骤(5)得到的氢氧化铝,获得高纯氢氧化铝,进一步煅烧得到氧化铝产品。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述铝土矿,包括不同铝硅比、不同矿物类型的铝土矿、高岭土。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(1)的混合研磨条件:将破碎后的铝土矿,与碳酸钠按1:0.6-1:2.3的比例混合并研磨至100目-250目。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)的焙烧条件:将步骤(1)获得的混合物料,在720℃-990℃温度条件下焙烧10分钟-60分钟。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(3)所述的循环浸取方法及其浸取条件:浸取条件为固液比1:6.0-1:120、浸取温度20℃-85℃、浸取时间40分钟-50分钟;浸取后过滤,分别得到滤渣和滤液;所得滤液被循环用于对步骤(2)所得焙烧熟料的浸取,浸取条件不变。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的步骤(4)通过沉淀过滤获取氧化铝的方法:当步骤(3)中循环滤液中见白色沉淀析出后,将循环滤液加热至温度70℃-100℃并保温30分钟-40分钟后进行过滤,分别得到氢氧化铝和循环滤液。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,当步骤(4)中见白色沉淀析出时终止浸取,并将该循环滤液置入碳分池进行碳分;碳分条件为:碳分温度25℃-100℃,滤液pH值7-8.8作为碳分终点;碳分后过滤,分别得到Na2CO3溶液和氢氧化铝。
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