CN104302791A

CN104302791A - 用于处理赤泥的方法

Info

Publication number: CN104302791A
Application number: CN201380010871.5A
Authority: CN
Inventors: 理查德·鲍德劳尔特; 约耳·弗尔尼尔; 丹尼斯·普里茂; 玛丽-马克西姆·拉伯勒科库伊-吉尔伯特
Original assignee: Orbite Aluminae Inc
Current assignee: Orbite Technologies Inc
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2033-01-10
Also published as: CA2857574C; US20140369907A1; US9556500B2; CA2857574A1; BR112014016732A2; AU2013202318A1; CN104302791B; CA2875776A1; WO2013104059A1; AU2016200411A1; RU2014131946A; EP2802675A1; US9023301B2; JP6025868B2; EP2802675B1; JP2015510483A; EP2802675A4; US20150275330A1; RU2016104423A; AU2013202318B2

Abstract

提供了用于处理赤泥的方法。例如，该方法可以包括用HCl浸提赤泥以获得包含第一金属(例如铝)离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离。可以从浸提液提取一些其它金属(Fe、Ni、Co、Mg、稀土元素、稀有金属等)。可以从固体提取多种其它组分，诸如TiO₂、SiO₂等。

Description

用于处理赤泥的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2012年1月10日提交的US 61/584,993、在2012年9月26日提交的US 61/706,074，以及在2012年10月15日提交的US 61/713,719的优先权。这些文献通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及对处理工业废料方法领域的改进。例如，其涉及用于处理赤泥的方法。例如，这些方法可以有效地从赤泥中提取各种材料如氧化铝和各种金属及其氧化物、二氧化硅、稀土元素、稀有金属等。

公开背景

赤泥是在生产氧化铝的过程中产生的固体废产物。例如，赤泥是在用于氧化铝生产的拜耳法中产生的，所述拜耳法是为了向Hall-Héroult法电解铝提供作为原料的氧化铝的精炼铝土矿的主要工业手段。一般工厂产生比氧化铝多一至两倍的赤泥。这个比例取决于在精炼过程中使用的铝土矿或矿石的类型。

通常，赤泥包括固体和携带金属氧化物的杂质的混合物，并呈现铝行业最重要的处理问题之一。红色可以由(例如)其中存在的经氧化的铁引起。赤泥不可以被轻易处置。在生产赤泥的大部分国家中，其被泵入存贮池(holding pond)。赤泥由此成为问题，因为其占用土地面积，即使当其干燥时，既不能用于建筑又不能用于耕种。赤泥是(例如)高碱性的。例如，pH范围可以为10至13。已经开发了几种方法来将碱性pH降低至可接受的水平，从而降低对环境的影响。已经完成一些研究，从而找到适于将泥浆用于其它应用的方式，但干燥该泥浆需要大量能量(用于水蒸发的潜热)，并且如果在干燥工序中必须使用化石燃料，则可表现为高成本。

全球赤泥量不断增长。仅在2010年，世界范围内生产了8000万吨的氧化铝，产生超过1.2亿吨赤泥。据估计，世界范围内赤泥存量实际上已经完全超过25亿吨。这个数字只会不断增长，因为对铝的需求增加驱动了对氧化铝的需求，并且转而对于铝土矿，这意味着增加有毒赤泥残留物的产生。

由此需要处理赤泥的供替代的方法。

公开内容

根据一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离；

使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl₃形式的铝离子的沉淀物，并将该沉淀物与该液体分离；并且

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物。

根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，该方法包括：

在有效地将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl。

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl。

根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和/或其它产物的方法，该方法包括：

根据一个方面，提供了用于制备铝的方法，该方法包括：

使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl₃形式的铝离子的沉淀物，并将该沉淀物与该液体分离；

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物；并且

在有效将Al₂O₃转化成铝的条件下处理所述Al₂O₃。

根据另一个方面，提供了用于制备铝的方法，该方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且该固体与该浸提液分离；

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物，并且回收所产生的气态HCl；并且

在有效将Al₂O₃转化成铝的条件下处理所述Al₂O₃。

根据另一个方面，提供了用于处理赤泥的方法，其包括：

用酸浸提赤泥以获得浸提液以及固体残留物，并且将该浸提液与该固体残留物分离；

通过使该浸提液与碱反应而在大于10的pH下基本选择性沉淀铁离子并且从该浸提液至少部分地去除沉淀的铁离子，从而从该浸提液至少部分地去除铁离子，由此获得包含Al³⁺离子的富Al组合物；

任选地纯化该Al³⁺离子；并且

任选地将该Al³⁺离子转化为氧化铝。

根据另一个方面，提供了用于制备氧化铝和任选的其它产物的方法，该方法包括：

用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离；

通过使所生产的气态HCl与水接触来再循环该气态HCl以获得浓度高于HCl共沸物浓度(20.2wt％)的组合物，并且将该组合物与另外量的含铝的材料反应以对其浸提。

通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％或约25wt％至约45wt％的组合物，并且将该组合物与另外量的含铝的材料反应以对其浸提。

通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环如该气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％或约25wt％至约45wt％的组合物，并且将该组合物用于浸提含铝的材料。

用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且从该固体与该浸提液分离；

通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环该气态HCl，从而以AlCl₃·6H₂O形式沉淀铝离子。

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物。

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物，并且任选地回收所产生的气态HCl。

根据一个方面，提供了用于制备铝和任选的其它产物的方法，该方法包括：

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物；并且

将Al₂O₃转化为铝。

根据另一个方面，提供了用于制备铝和任选的其它产物的方法，该方法包括：

使该浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl₃形式的铝离子的沉淀物，并且将该沉淀物与该液体分离；

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热该沉淀物，并且任选地回收所产生的气态HCl；并且

将该Al₂O₃转化为铝。

根据另一个方面，提供了用于制备铝的方法，其包括：

获得由本公开所定义的方法生产的氧化铝；并且

在有效将氧化铝转化成铝的条件下处理该氧化铝。

用HCl浸提包含第一金属的赤泥以获得包含第一金属的离子的浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离；

使所述浸提液与HCl反应以获得液体和包含第一金属的氯化物的沉淀物，并其将该沉淀物与该液体分离；并且

在有效将第一金属的氯化物转化成第一金属的氧化物的条件下加热该沉淀物。

根据另一个实例，提供了用于制备钛氧化物的方法，该方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将该固体与该第一浸提液分离；

从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；

任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；或者使该固体与Cl₂和碳源反应以获得包含钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且从该固体部分与该液体部分分离；并且

将该钛氯化物转化为钛氧化物。

从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；

任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；并且

将该钛氯化物转化为钛氧化物。

根据另一个实例，提供了用于制备钛氯化物的方法，该方法包括：

从该浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；并且

任选地在氯化物存在下用HCl浸提该固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液。

用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将该固体与该浸提液分离；

从该第一浸提液至少基本分离该至少一种金属的离子；并且

使该固体与Cl₂和碳源反应以获得包含钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且将该液体部分与该固体部分分离。

发现本公开的方法可以用于处理各种起始材料如各种矿石。此外，发现除有效用于处理此类起始材料之外，通过此类方法还可以处理工业废料如赤泥。实际上，发现本公开的方法有效地为赤泥问题提供了解决方案：这些方法允许有效地处理赤泥，并且从赤泥回收各种有价值的产物。这些方法是简单有效的，并且可以以环境友好的方式低成本实施。

附图简述

以下附图仅以实例方式呈现本公开的各实施方案：

图1示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的方框图；

图2是Al和Fe的提取曲线，其中在本申请实例的方法中提取率表示为浸提时间的函数；

图3示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的另一实例的方框图；

图4是本公开的用于纯化/浓缩HCl的方法的实例的示意图；

图5是本公开的用于纯化/浓缩HCl的方法的实例的示意图；

图6示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的另一方框图；

图7示出本公开的用于制备氧化铝和各种其它产物的方法的实例的另一方框图；

图8示出本公开的用于制备各种产物的方法的实例的另一方框图；

图9示出本公开的用于制备钛氯化物和/或钛氧化物的方法的实例的另一方框图；

图10A和图10B示出本公开的方法的实例的又一方框图；以及

图11A和图11B示出本公开的方法的实例的另一方框图。

各实施方案详述

以下非限制性实例进一步举例说明了本公开中所述的技术。

含铝的材料可以选自例如由含铝的矿石(诸如铝硅酸盐矿物、粘土、泥质板岩、霞石、泥岩、绿柱石(beryl)、冰晶石、石榴石、尖晶石、铝土矿、高岭土或其混合物都可以使用)。含铝的材料也可以是回收的工业含铝的材料，诸如矿渣(slag)、赤泥或飞灰。

本文所使用的表述“赤泥”是指例如生产氧化铝的过程中所产生的工业废产物。例如，此类废料产物可以包含二氧化硅、铝、铁、钙以及任选的钛。其可以包含一批小量组分，诸如Na、K、Cr、V、Ni、Co、Ba、Cu、Mn、Mg、Pb和/或Zn等。例如，赤泥可以包括约15wt％至80wt％的Fe₂O₃，约1wt％至约35wt％的Al₂O₃，约1wt％至约65wt％的SiO₂，约1wt％至约20wt％的Na₂O，约1wt％至约20wt％的CaO，以及约0wt％至约35wt％的TiO₂。根据另一个实例，赤泥可以包括约30wt％至65wt％的Fe₂O₃，约10wt％至约20wt％的Al₂O₃，约3wt％至约50wt％的SiO₂，约2wt％至约10wt％的Na₂O，约2wt％至约8wt％的CaO，以及约0wt％至约25wt％的TiO₂。本领域技术人员将会理解，赤泥的组成可以根据在拜耳法中使用的铝土矿来源而不同。

本文中所使用的表述“飞灰”是指例如燃烧过程中所产生的工业废产物。例如，此类废产物可以包括诸如二氧化硅、氧、铝、铁、钙的各种成分。例如，飞灰可以包括二氧化硅(SiO₂)和氧化铝(Al₂O₃)。例如，飞灰还可以包括氧化钙(CaO)和/或氧化铁(Fe₂O₃)。例如，飞灰可以包括与烟道气一起上升的细颗粒。例如，飞灰可以在煤燃烧的过程中产生。例如，飞灰也可以包含选自砷、铍、硼、镉、铬、铬VI、钴、铅、锰、汞、钼、硒、锶、铊和/或钒的至少一种元素。例如，飞灰还可以包括稀土元素和稀有金属。例如，飞灰可以被视为含铝的材料。

本文所使用的表述“稀土元素”(也被描述为“REE”)是指例如选自钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥的稀有元素。本文中所使用的表述“稀有金属”是指例如选自铟、锆、锂和镓的稀有金属。这些稀土元素和稀有金属可以是各种形式，诸如元素形式(或金属形式)，处于氯化物、氧化物、氢氧化物等的形式。本公开所使用的表述“稀土”作为如上描述的“稀土元素和稀有金属”的同义词。

本文所使用的表述“至少一种铁氯化物”是指FeCl₂、FeCl₃或其混合物。

本文所使用的术语“赤铁矿”是指例如包括α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、β-FeO.OH或其混合物的化合物。

本文所使用的表述“铁离子”是指例如包括选自所有可能形式的Fe离子的至少一种类型的铁离子的离子。例如，该至少一种类型的铁离子可以是Fe²⁺、Fe³⁺或其混合物。

本文所使用的表述“铝离子”是指例如包括选自所有可能形式的Al离子的至少一种类型的铝离子的离子。例如，该至少一种类型的铝离子可以是Al³⁺。

本文所使用的表述“至少一种铝离子”是指例如选自所有可能形式的Al离子的至少一种类型的铝离子。例如，该至少一种铝离子可以是Al³⁺。

本文所使用的表述“至少一种铁离子”是指例如选自所有可能形式的Fe离子的至少一种类型的铁离子。例如，该至少一种铁离子可以是Fe²⁺、Fe³⁺或其混合物。

本文所使用的表述“至少一种沉淀的铁离子”是指例如选自以固体形式沉淀的所有可能形式的Fe离子的至少一种类型的铁离子。例如，在此类沉淀物中存在的至少一种铁离子可以是Fe²⁺、Fe³⁺或其混合物。

本文所使用的程度术语诸如“约”和“近似”意为所修饰术语的合理偏差量，以使得最终结果未被显著改变。该程度术语应理解为包括所修饰术语的至少±5％或至少±10％的偏差，只要这种偏差不会使其所修饰的词语的含义无效。

本文所使用的术语“ALP”指酸浸提设备(Acid Leaching Plant)。

本文所使用的表述“钛氯化物”是指例如选自TiCl₂、TiCl₃和TiCl₄及其混合物的化合物。例如，其是指TiCl₄。

例如，该材料可以使用HCl浸提，该HCl的浓度为约10wt％至约50wt％、约15wt％至约45wt％、约18wt％至约45wt％、约18wt％至约32wt％、约20wt％至约45wt％、约25wt％至约45wt％、约26wt％至约42wt％、约28wt％至约40wt％、约30wt％至约38wt％、或25wt％至36wt％。例如，可以使用约18wt％或约32wt％的HCl。

例如，该材料可以用HCl浸提，该HCl的浓度为约1M至约12M、约2M至约10M、约3M至约9M、约4M至约8M、至约5M约7M或者约6M。

浸提也可以通过向水溶液中加入气相的干燥高浓度酸(例如，85％、90％或95％)来进行。或者，浸提也可以通过使用弱酸溶液(例如<3wt％)来进行。

例如，浸提可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl，然后通过在第二反应器中使用浓度为约90％至约95％(气态)的HCl来进行。

例如，浸取可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl，然后通过在第二反应器中使用浓度为约90％至约95％(气态)的HCl；并且通过在第三反应器中使用浓度为约90％至约95％(气态)的HCl来进行。

例如，浸提可以在惰性气体气氛(例如氩气或氮气)下进行。

例如，浸提可以在NH₃气氛下进行。

例如，该材料可以在约125℃至约225℃、约140℃至约165℃、约145℃至约160℃、约150℃至约200℃、约150℃至约190℃、约160℃至约190℃、约185℃至约190℃、约160℃至约180℃、约160℃至约175℃、或约165℃至170℃的温度下浸提。

例如，该材料可以在约4barg至约10barg、约4barg至约8barg或者约5barg至约6barg的压力下浸提。

例如，该材料可以在约50psig至约150psig、约60psig至约100psig、或约70psig至约80psig的压力下浸提。

例如，浸提可以通过在第一反应器中使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl，然后通过在第二反应器中使用浓度为约90％至约95％、或95％至100％(气态)的HCl来进行。

例如，浸提可以在惰性气体气氛(例如氩气或氮气)下进行。

例如，浸提可以在NH₃气氛下进行。

例如，第一浸提可以在常压下进行，然后可以减压进行至少一个另外的浸提(例如1，2或3个后续浸提步骤)。

例如，所述方法还可以包括在浸提赤泥之前，预浸提去除在该赤泥中任选包含的氟。

在浸提之前，材料可以是例如通过球磨机处理的。例如，赤泥可以被降至80％、85％或90％通过63μm筛。

例如，浸提可以是连续浸提或半连续的。

例如，本公开的方法可以是连续的或半连续的。

例如，该方法还可以包括通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％、约26wt％至约42wt％、约25wt％至约45wt％、约28wt％至约40wt％、约30wt％至约38wt％、约18％至约36％或％的组合物。

例如，该过程还可以包括通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％或约25wt％至约45wt％的组合物，并且将该组合物用于浸提材料。

例如，液体可以包含铁氯化物。铁氯化物可以包括FeCl₂、FeCl₃及其混合物中的至少一种。

例如，液体可以具有至少30wt％的铁氯化物浓度；然后可以在约155℃至约350℃的温度下水解。

例如，该液体可以被浓缩至铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后铁氯化物可以在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿。

例如，赤铁矿的不可水解成分可以在基于选择性提取的循环回路中浓缩回约0.125wt％至约52wt％的浓度。

例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解。

例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后将该至少一种铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿。

例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后将该至少一种铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。

例如，所述至少一种铁氯化物可在约150℃至约175℃、155℃至约170℃、或165℃至约170℃的温度下水解。

例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后可将该铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。

例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应以导致MgCl₂沉淀，并且将其回收。

例如，该方法还可以包括将MgCl₂煅烧成MgO。

例如，该方法还可以包含将MgCl₂煅烧成MgO，并且通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt％至约45wt％或约18至约45wt％的组合物，并且将该组合物用于浸提赤泥。

例如，该方法可还包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应，并且基本选择性沉淀Na₂SO₄。例如，Na₂SO₄可以通过使液体与H₂SO₄反应而沉淀。

例如，该方法可还包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使液体与HCl反应，并且基本选择性沉淀K₂SO₄。例如，K₂SO₄可通过添加H₂SO₄而沉淀。

例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收赤铁矿；并且使液体与HCl反应。例如，此类方法还可以包括使液体与H₂SO₄反应以基本选择性沉淀Na₂SO₄。例如，该方法还可以包括使液体与H₂SO₄反应以基本选择性沉淀K₂SO₄。

例如，所述方法可以包括使所述方法中获得的干燥的个别盐(例如Na或K盐)与H₂SO₄反应，并且回收HCl，同时产生可出售的K₂SO₄和Na₂SO₄，并且回收约15wt％至约90wt％的盐酸。

例如，在所述方法中产生的氯化钠可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钠并且再生盐酸。氯化钾可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钾并且再生盐酸。氯化钠和氯化钾盐水溶液可以替换地作为经调整(adapted)的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况中，产生常见的碱(NaOH和KOH)和漂白剂(NaOCl和KOCl)。

例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属之后，从液体回收NaCl，使NaCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性沉淀Na₂SO₄。

例如，该方法还可以包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从液体回收KCl，使KCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性沉淀K₂SO₄。

例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属的下游，从液体回收NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。

例如，该方法还可以包括在回收稀土元素和/或稀有金属的下游，从液体回收KCl，使KCl反应，进行电解以生成KOH和KOCl。

例如，该液体可以浓缩到至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后该至少一种铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收赤铁矿；并且从液体提取NaCl和/或KCl。

例如，该方法还可以包括使NaCl与H₂SO₄反应以基本选择性沉淀Na₂SO₄。

例如，该方法还可以包括使KCl与H₂SO₄反应以基本选择性沉淀K₂SO₄。

例如，该方法还可以包含进行NaCl的电解以生成NaOH和NaOCl。

例如，该方法还可以包含进行KCl的电解以生成KOH和KOCl。

例如，该方法可以包括将固体与浸提液分离并洗涤该固体，从而获得纯度为至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.5％或至少99.9％的二氧化硅。

例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含氯化物形式的第一金属的沉淀物。

例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含氯化物形式的第一金属的沉淀物。

例如，沉淀AlCl₃可以包含结晶AlCl₃·6H₂O。

例如，该方法可以包括浸提液与使在所述方法中回收的且浓度为至少30％的HCl反应，从而获得液体以及包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

例如，第一金属可以选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

例如，液体可以包含第二金属。

例如，第二金属可以选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

例如，第二金属可以是铁。

例如，该方法可以包括将沉淀物与液体分离，并且加热第二金属以将第二金属的氯化物转化为第二金属的氧化物。

例如，该方法可以包括：

将固体与浸提液分离；

用酸浸提固体以获得另一种浸提液；并且

从另一种浸提液中回收第三金属。

例如，第三金属可以选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

例如，第三金属可以是钛。

例如，用于浸提的酸可以选自HCl、HNO₃、H₂SO₄及其混合物。

例如，该酸可以是HCl。

例如，该酸可以是气态HCl。

例如，该方法可以包括通过沉淀第三金属而从所述另一种浸提液回收第三金属。

例如，第三金属可以通过使其与HCl反应而沉淀。

例如，该方法还可以包括加热第三金属以将第三金属的氯化物转化为第三金属的氧化物。

例如，第一金属可以是铝。

例如，第一金属可以是镁。

例如，第一金属可以是镍。

例如，第二金属可以是镁。

例如，第二金属可以是镍。

例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含AlCl₃·6H₂O形式的铝离子的沉淀物。

例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含AlCl₃·6H₂O形式的铝离子的沉淀物。

例如，该方法可以包括使浸提液与如本公开所指出的那样回收、再生和/或纯化的至少30wt％的酸反应，从而获得液体以及包含AlCl₃·6H₂O形式的铝离子的沉淀物。

例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应，从而获得液体以及包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

例如，该方法可以包括使浸提液与干燥的气态HCl反应，从而获得液体以及包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

例如，铝离子可以以AlCl₃(例如AlCl₃·6H₂O)的形式在结晶器中沉淀，例如，通过添加浓度为约26wt％至约32wt％的HCl。

例如，气态HCl可以具有至少85wt％或至少90wt％的HCl浓度。

例如，气态HCl可以具有约90wt％或者约90wt％至约95wt％的HCl浓度。

例如，在AlCl₃·6H₂O结晶过程中，液体可以保持为约25wt％至约35wt％或者约30wt％至约32wt％的HCl浓度。

例如，结晶可以在约45℃至约65℃或者约50℃至约60℃的温度下进行。

例如，AlCl₃.6H₂O的结晶可通过添加浓缩的气态HCl以达到在结晶器中建立游离HCl的专有浓度来进行。从晶体获得的平均产物(results)，例如六水合物晶体，可以供给于煅烧单元。AlCl₃水解和转化可以发生在非常低的温度(<200℃)下。该晶体可以通过第一步，其中发生分解随后是进行煅烧。可以操作循环流化床以使能量消耗比六水合物晶体煅烧通常所需的能量小30％。若需要，所产生的氧化铝可以被洗涤以去除未转化的盐。

例如，HCl可以由所产生的气态HCl获得。

例如，在本公开的方法中，给定的批次或量的含铝的材料将被浸提，然后将被转化成AlCl₃，并且此时，AlCl₃煅烧为Al₂O₃的过程中产生的HCl将被用于浸提另一个给定的批次或量的含铝的材料。

例如，该方法可以包括以至少180℃、230℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、925℃、930℃、1000℃、1100℃、1200℃或1250℃的温度加热所述沉淀物，以将AlCl₃转化成Al₂O₃。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括AlCl₃煅烧。

例如，煅烧对将AlCl₃转化成β-Al₂O₃是有效的。

例如，煅烧对将AlCl₃转化成α-Al₂O₃是有效的。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括通过两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括通过包括预热系统的两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括在例如约300℃至约600℃、约325℃至约550℃、约350℃至约500℃、约375℃至约450℃、约375℃至约425℃、或约385℃至约400℃的低温下和/或喷射蒸汽下进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括在例如至少180℃、至少250℃、至少300℃、至少350℃的低温下和/或喷射蒸汽下进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括在例如小于600℃的低温下和/或喷射蒸汽下进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括通过使用煤作为燃烧源并且通过使用脱气单元来进行煅烧。

例如，该方法可以包括通过进行AlCl₃·6H₂O煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，该煅烧包括蒸汽喷射。

例如，蒸汽(或水蒸汽)可以在约200psig至约700psig、约300psig至约700psig、约400psig至约700psig、约550psig至约650psig、约575psig至约625psig、或约590psig至约610psig的压力下喷射。

例如，可以喷射蒸汽(或水蒸汽)并且等离子体焰炬可以用于进行流化。

例如，蒸汽(或水蒸汽)可以是过热的。

例如，蒸汽(或水蒸汽)可以为约300℃至约400℃的温度。

例如，来自煅烧时产生的废气的酸可以随后通过气相纯化法处理。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括用一氧化碳(CO)进行煅烧。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包括用炼厂气(Refinery Fuel Gas，RFG)进行煅烧。

例如，煅烧可以通过喷射水蒸汽或蒸汽和/或通过使用选自化石燃料、一氧化碳、炼厂气、煤或含氯气体和/或溶剂的燃烧源来进行。

例如，煅烧可以通过喷射水蒸汽或蒸汽和/或通过使用选自天然气或丙烷的燃烧源来进行。

例如，煅烧可以通过用电加热、气体加热、微波加热提供热量来进行。

例如，该方法可以包括以Al(OH)₃形式沉淀Al³⁺离子。例如，以Al(OH)₃形式沉淀Al³⁺离子是在约7至约10；约9至约10；约9.2至约9.8；约9.3至约9.7；约9.5；7.5至约8.5；约7.8至约8.2；或约8的pH下进行的。

例如，铁离子可以在大于11的pH、大于12的pH、在10至11之间的pH、约11.5至约12.5的pH，或约11.8至约12.0的pH下沉淀。

例如，Al³⁺离子被纯化。

例如，该方法可以包括以AlCl₃的形式沉淀Al³⁺离子，从而纯化Al³⁺离子。例如，沉淀AlCl₃可以通过以AlCl₃·6H₂O的形式结晶AlCl₃来进行。

例如，该方法可以包括将AlCl₃转化成Al₂O₃，例如，通过在惰性气体气氛下将AlCl₃转化成Al₂O₃，或者通过在氮气气氛下将AlCl₃转化成Al₂O₃。

将所得到的氧化铝可以由软化水洗涤，以至少部分地除去NaCl和/或KCl。

例如，流化床反应器可以包括选自金属氯化物的金属催化剂。

例如，流化床反应器可以包括金属催化剂，其为FeCl₃、FeCl₂或其混合物。

例如，流化床反应器可以包括金属催化剂，其为FeCl₃。

例如，预热系统可以包含等离子体焰炬。

例如，可以将蒸汽用作加热流化介质。加热也可以是电的。

例如，等离子体焰炬可以用于预热所述煅烧反应器。

例如，等离子体焰炬可以用于预热进入所述煅烧反应器的空气。

例如，等离子体焰炬可以用于生成喷射入煅烧反应器的蒸汽。

例如，等离子体焰炬可以有效用于产生在流化床反应器中作为流化介质的蒸汽。

例如，等离子体焰炬可以用于预热流化床。

例如，煅烧介质对于O₂(或氧化)可以是基本中性的。例如，煅烧介质可以有利于还原(例如约100ppm的CO浓度)。

例如，煅烧介质可以有效地防止Cl₂的形成。

例如，该方法可包括通过进行AlCl₃·6H₂O的煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，例如，所述煅烧由包含以下的气体混合物的燃烧而提供：

CH₄：0至约1vol％；

C₂H₆：0至约2vol％；

C₃H₈：0至约2vol％；

C₄H₁₀：0至约1vol％；

N₂：0至约0.5vol％；

H₂：约0.25至约15.1vol％；

CO：约70至约82.5vol％；和

CO₂：约1.0约3.5vol％

此类混合物可有效地减少15.3％至16.3％的废气体积；因此基于循环流化床的实际操作，证明了15.3％至16.3％的容量增量。因此，对于相同的流，这代表了0.65*16.3％＝10.6％的运营支出(Opex)。

例如，在流化床中空气与天然气之比(Nm³/h比Nm³/h)可以为约9.5至约10。

例如，在流化床中空气与CO气体之比(Nm³/h比Nm³/h)可以为约2至约3。

例如，所述气体混合物可基本上不存在O₂。

例如，该方法可以包括在浸提含铝的材料之前，预浸提去除在含铝的材料中任选包含的。

例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将该固体与该浸提液分离；并进一步处理该固体以将其中包含的SiO₂与TiO₂分离。

例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将该固体与该浸提液分离；并进一步处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。

例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将该固体与该浸提液分离；并进一步用HCl处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。

例如，该方法可以包括用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将该固体与该浸提液分离；并进一步用HCl在氯化物存在下(例如选自碱金属氯化物和碱土金属氯化物)处理该固体以将其中包含的Si与Ti分离。

例如，该固体可以用HCl和氯化物处理以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固体部分，并且其中将该液体部分与该固体部分分离。

例如，该固体可以用HCl和氯化物处理以获得包含TiCl₄的液体部分。

例如，该方法还可以包含将TiCl₄转化成TiO₂。

例如，TiCl₄可以通过第三液体馏分的溶剂提取并随后由溶剂提取形成二氧化钛而转化成TiO₂。

例如，TiCl₄可以与水和/或碱反应，以使TiO₂沉淀。

例如，TiCl₄可以通过高温水解而转化为TiO₂，由此产生HCl。

例如，TiCl₄可以通过高温水解而转化为TiO₂，由此产生被再循环的HCl。

例如，固体可以包括TiO₂和SiO₂，并且固体可以用Cl₂和碳处理以得到液体部分和固体部分，并且其中该固体部分与该液体部分彼此分离。

例如，液体部分可以包含TiCl₂和/或TiCl₄。

例如，液体部分可以包含TiCl₄。

例如，该方法还可以包括加热TiCl₄以将其转化成TiO₂。

例如，所得到的TiO₂可以通过等离子体焰炬而纯化。

例如，该方法可以包括用HCl浸提含铝的材料以获得包含铝离子的浸提液以及固体，将该固体与该浸提液分离；并且进一步用浓度小于20wt％的HCl在低于85℃的温度下、在氯化物存在下处理该固体，从而将其中包含的Si与Ti分离。

例如，氯化物可以选自碱金属氯化物和碱土金属氯化物。

例如，氯化物可以是MgCl₂或CaCl₂。

在浸提后，钛离子以钛氯化物的形式处于液相，并且Si保持固体。因此，Si可以简单地通过固/液分离而与Ti分离。然后，钛氯化物可被转化为TiO₂。必须注意的是氯氧化钛也可存在于该浸提液中。

在CA2513309中讨论了从浸提液回收钛的各种方法，其全部内容通过引用整体并入文本。

例如，分离方法如溶剂提取、沉淀或离子交换可以用于除去杂质，各种杂质诸如铁、铬和钒，随后是钛的回收。这些技术中的一些在US6500396中讨论(其全部内容通过引用整体并入本文)。

例如，在为了纯化钛离子，浸提液可以用有机相处理。可以选择该有机相，以使给定的离子可以被选择性地提取入有机相，而钛离子留在水溶液中。因此，也可以获得高纯度的该给定金属的氧化物。

有机相的实例为季铵氯化物、胺(伯、仲或叔)、磷酸和次膦酸及其酯和氧化物，例如磷酸三-正丁酯、二-2-乙基己基磷酸和氧化膦。有机相可以被剥离铁值，并回收。可以选择这样的有机相，以使钛氯化物可以在有机相中是可溶的。例如，选择有机相，以使该有机相与钛氯化物可以通过分馏而分离(例如在有机相和钛氯化物之间的沸点的分离)。

例如，钛氯化物可以用水或碱(如氧化镁)进行处理，或者通过将溶液的温度提升至85-110℃，以实现二氧化钛的沉淀。

所得到的钛氯化物产物也可以在高温水解反应器中进行煅烧或在等离子体焰炬中处理，以使其转化成TiO₂。

例如，将AlCl₃转化成Al₂O₃可以包含进行一步煅烧。

例如，煅烧可以通过蒸汽而在不同温度下进行。应用的过热蒸汽的温度可为约350℃至约550℃或约350℃至约940℃或约350℃至约1200℃。

例如，可以进行水解器的多阶段蒸发步骤以大幅度降低能耗。

例如，该方法可以有效地提供至少93％、至少94％、至少95％、约90％至约95％、约92％至约95％、或约93％至约95％的Al₂O₃回收率。

例如，该方法可以有效提供至少98％、至少99％、约98％至约99.5％，或约98.5％至约99.5％的Fe₂O₃回收率。

例如，该方法可以有效提供至少96％、至少97％、至少98％或约96％至约98％的MgO回收率。

例如，该方法可有效提供至少98％、至少99％或约98％至约99.9％的HCl回收率。

例如，该方法可以通过使用内部浓度回路的内部过程而有效提供回收率为约75％至约96.5％的稀土元素氯化物(REE-Cl)和稀有金属氯化物(RM-Cl)。

例如，该方法可以对不可水解成分有效提供约99.75％的盐酸回收率。

例如，含铝的材料可以是赤泥。

例如，含铝的材料可以选自工业耐火材料。

例如，含铝的材料选自硅铝酸盐矿物。

例如，该方法可以有效避免产生赤泥。

例如，所得到的氧化铝和其它产物基本不含赤泥。

例如，HCl可以被再循环。例如，该在循环的HCl可以为浓缩的和/或纯化的。

例如，回收的HCl可以为气态HCl并且可以用H₂SO₄处理以降低在该气态HCl中存在的水量。

例如，回收的HCl可以为气态HCl并且可以通过填充柱以与H₂SO₄逆流接触，从而降低在该气态HCl中存在的水量。

例如，气态HCl通过H₂SO₄可以被浓缩和/或纯化。例如，气态HCl可以通过填充柱，其中使其与H₂SO₄逆流接触。例如，通过这样做，HCl的浓度可以增加至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％、约50wt％至约80wt％、约55wt％至约75wt％或约60wt％。例如，该柱可以填充有聚合物如聚丙烯(PP)或对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。

例如，气态HCl可以通过CaCl₂或LiCl而浓缩和/或纯化。例如，气态HCl可以通过填充有CaCl₂或LiCl的柱。通过这样做，可以降低HCl中的水量。

例如，气态HCl的浓度从处理前的低于共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的值。

例如，一旦结晶化，碱金属(主要是Na)可以被加工以回收高度浓缩的盐酸(HCl)。用于转化而选择的方法可以产生化学工业中常用的增值产物。例如，为从碱(alkali)产生漂白剂，可以向经调整的小型氯-碱电解池供给氯化钠盐水溶液。其可以是例如两步法，其中使盐水经历高电流，并使用氯(Cl₂)和氢气(H₂)生产碱(NaOH)。可以使H₂和Cl₂经历常规火焰，其中高度浓缩的酸以气相产生并且可以直接用于结晶阶段。

例如，通过本公开的方法获得的各种产物如氧化铝、赤铁矿、钛氧化物、氧化镁、稀土元素和稀土金属等还可以通过等离子体焰炬而纯化。例如，可以将其单独地喷射入等离子体焰炬以进一步将其纯化。

例如，该方法还可以包括将氧化铝(Al₂O₃)转化为铝。将氧化铝转化成铝可以例如通过使用Hall-Héroult法进行。在各种专利和专利申请如US20100065435；US20020056650；US5876584；US6565733中对这样的公知方法进行提及。转化也可以通过其它方法进行转化，例如US7867373；US4265716；US6565733中描述的那些方法(将氧化铝转化成硫化铝，随后将硫化铝转化为铝)。例如，铝可以通过使用还原环境和碳在低于200℃的温度下生产。铝也可以通过使用钾和无水氯氯化物还原(Wohler法)而产生。例如，其中将Al₂O₃转化成铝可以是通过将Al₂O₃转化成Al₂S₃，然后将Al₂S₃转化成铝而进行的。

例如，该方法可以包括使浸提液与气态HCl反应以获得液体和包含MgCl₂的沉淀物。

例如，从本公开的方法所回收的NaCl可以与SO₂反应，从而产生HCl和Na₂SO₄。这样的反应是放热反应，其可以产生可用于使涡轮活动并且最终发电的蒸汽。

例如，固体可以包括TiO₂和SiO₂并且固体可以用Cl₂和碳处理，以得到液体部分和固体部分，并且其中将该固体部分和该液体部分彼此分离。

例如，所述至少一种金属可以包含选自诸如铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛，和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属的第一金属。

例如，第一金属可以是铝。

例如，该方法可以包括使第一浸提液与气态HCl反应以获得液体和包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

例如，该方法可以包括使第一浸提液与干燥的气态HCl反应以获得液体和包含铝离子的沉淀物，该沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

例如，第一浸提液可以包含Al离子和/或Fe离子。

例如，Al离子可以基本选择性地以AlCl₃·6H₂O的形式从第一浸提液沉淀。

例如，Fe离子可以通过经由水解将其转化为Fe₂O₃而基本选择性地提取。

例如，固体可以包括TiO₂和SiO₂并且固体可以用Cl₂和碳处理，以得到包括钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且其中将该固体部分和该液体部分彼此分离。

例如，包括加热钛氯化物以将其转化成TiO₂。

根据图1所示的一个实例，该方法可以涉及以下步骤(图1中的参考符号对应于以下步骤)：

1-使含铝的材料减小至平均粒径为约50μm至约80μm。

2-减小且分类的材料用盐酸处理，其允许在预定温度和压力下溶解铝和其它成分如铁、镁和包括稀土元素和/或稀有金属的其它金属。二氧化硅和钛(如果在原料中存在)保持完全未溶。

3-来自浸提步骤的母液然后经历分离、清洗阶段，以从溶液中的金属氯化物分离纯化的二氧化硅。纯化的硅石可以然后任选地经历一个或两个额外的浸提阶段(例如在约150℃至约160℃的温度下)，从而使二氧化硅的纯度增加至高于99.9％。在二氧化硅中包含的TiO₂可以通过将HCl和MgCl₂用作浸滤剂组合物而进行的浸提来与二氧化硅分离。

4-然后通过在结晶器中喷洒干燥且高度浓缩的气态氯化氢而由该气态氯化氢提高从步骤1获得的废酸(浸提液)的浓度。这导致氯化铝六水合物(沉淀物)结晶且具有最少的其它杂质。根据在此阶段铁氯化物的浓度，可以需要进一步结晶步骤。然后将该沉淀物与液体分离。例如，晶体的粒径可以为约100μm至约500μm、约200μm至约400μm、或约200μm至约300μm。或者，晶体的粒径可以为约100μm至约200μm、约300μm至约400μm、或约400μm至500μm。

5-该氯化铝六水合物然后在高温下煅烧(例如，通过回转窑、流化床等)，以获得氧化铝形式。然后回收高度浓缩的气态氯化氢，并且以水溶液形式使其过量成为可能的最高浓度，从而在酸浸提步骤中使用(再循环)。酸也可以以气相直接送到酸纯化阶段以使HCl浓度从约30wt％增加至约95wt％。这可以做到，例如，在干燥阶段期间。

6-铁氯化物(从步骤4获得的液体)然后预浓缩并基于Fe₂O₃(赤铁矿形式)提取而在低温下水解，并从其水解回收酸。煅烧步骤(步骤5)、浸提部分放热反应(步骤1)和该方法的其它部分的热回收被回收到预浓缩器中。

10-在除去赤铁矿后，可以处理富含稀土元素和/或稀有金属的溶液。如图3可见，可以完成内部再循环(在除去赤铁矿后)，富含稀土元素和/或稀有金属的溶液可以用于结晶阶段4。稀土元素和/或稀有金属的提取可以如PCT/CA2012/000253和/或PCT/CA2012000419所描述的那样来完成。这两个文献的全部内容通过引用整体并入本文。

其它不可水解的金属氯化物(Me-Cl)如MgCl₂等然后经历以下步骤：

7-然后在低温下通过向结晶器中喷洒干燥且高度浓缩的气态氯化氢而由该气态氯化氢提高富含氯化镁和其它不可水解产物的溶液的浓度。这导致MgCl₂以六水合物形成沉淀，例如在氯化钠和氯化钾去除之后。

8-氯化镁六水合物然后煅烧(通过回转窑、流化床等)，并且由此再生非常高浓度的盐酸并使其返回浸提步骤。

9-其它Me-Cl经历标准高温水解步骤，其中可以产生混合氧化物(Me-O)并且再生共沸点(20.2wt％)的盐酸。

NaCl可以经历与H₂SO₄的化学反应以产生Na₂SO₄和浓度等于或高于共沸浓度的HCl。此外，KCl可以经历与H₂SO₄的化学反应以产生K₂SO₄和浓度高于共沸浓度的HCl。可以将氯化钠和氯化钾盐水溶液作为经调整的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况下，产生了常见的碱(NaOH和KOH)和漂白剂(NaOCl和KOCl)以及HCl。

例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后可以将铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并回收赤铁矿。

例如，该液体可以浓缩到铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后可以将铁氯化物在约155℃至约350℃的温度下水解，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并回收赤铁矿；并且从该液体回收稀土元素和/或稀有金属。例如，该方法还可以包含在回收稀土元素和/或稀有金属之后，使该液体与HCl反应以导致MgCl₂沉淀，并且将其回收。

然而，本领域技术人员将理解，连续方法可以处理高百分比的二氧化硅(>55％)和杂质以及相对低百分比的铝(例如，低至约15％)，并且仍然是经济和技术上可行的。可以对Al₂O₃获得令人满意的收率(>93-95％)，以及对稀土元素和/或稀有金属获得大于75％、85％或90％的收率。在大多数情况下，不需要预先热处理。本公开所披露的方法可以涉及对于非常高浓度(strength)的浸提和酸回收的特殊技术，由此与碱过程相比提供诸多优点。

在步骤1中，待处理的材料无论是否进行热处理均被粉碎、碾磨、干燥和分级以具有约50μm至约80μm的平均粒径。

在步骤2中，经研磨的材料被引入反应器中，并将经历浸提阶段。

在步骤2中使用的浸提盐酸可以从步骤5、6、8、9、10和11中再循环或再生(参见图3)，其浓度可以从15wt％至45wt％变化。更高浓度可以使用膜分离、低温和/或高压方法来获得。酸浸提可以在压力和在接近其沸点的温度下进行，由此允许最小的蒸煮时间(digestiontime)和延长的反应程度(90％-100％)。浸提(步骤2)可以以半连续方式实现，其中具有残余的游离盐酸的废酸被替换为在反应某个阶段的或者允许酸/矿物比率降低的高度浓缩的酸，从而降低了反应时间并改善了反应动力学。例如，动力学常数k可以是：0.5-0.75g/mole.L。例如，浸提可以为连续浸提。

如前面所指出的，碱金属、铁、镁、钠、钙、钾、稀土元素和其它元素也将在不同的阶段呈氯化物形式。二氧化硅和任选的钛可以保持不溶并且将经历(步骤3)液/固分离和清洗阶段。本公开的方法倾向于回收最大量的残留的游离盐酸和溶液中的氯化物以最大化盐酸回收率，使用诸如倾斜分级(rake classifying)、带式过滤器过滤、高压、旋转过滤器离心等。纯SiO₂(一个额外的浸提阶段)用纯度99％的纳米水清洗。不含二氧化硅的母液随后被称为废酸(各种金属氯化物和水)，并且进到结晶步骤(步骤4)。游离HCl及氯化物回收可以为至少99％、99.5％、99.9％或99.99％。

在步骤4中，然后将具有大量氯化铝的废酸(或浸提液)用从步骤5获得或回收的干燥且高度浓缩的气态氯化氢饱和，或用>30wt％的HCl水溶液饱和，这产生氯化铝六水合物(AlCl₃·6H₂O)沉淀物。保留的沉淀物然后被洗涤并过滤或离心分离，之后送入煅烧阶段(步骤5)。来自第4步中的其余的废酸然后被处理至酸回收系统(步骤6至8)，其中将获得纯次级产物(secondary product)。

在步骤5中，铝氧化物(二氧化铝)是直接从高温条件下获得的。以气体形式获得的高浓度的氯化氢可以供给至步骤4和7以用于结晶，其中可以通过疏水膜对其处理。过量的氯化氢被吸收，并且作为再生酸用于步骤2的高度浓缩的酸，高于共沸点浓度(>20.2％)。例如，这样的浓度可为约18wt％至约45wt％、约25wt％至约45wt％或25wt％至36wt％。酸也可以以气相(>30wt％)直接重新导向酸纯化。

步骤4之后，各种氯化物衍生物(主要是铁以及镁和稀土元素和稀有金属)接下来经历铁提取步骤。这样的步骤可以例如通过使用在WO2009/153321中公开的技术而进行，其全部内容通过引用并入本文。此外，赤铁矿可以加入晶种以用于晶体生长。例如，赤铁矿引晶可以包括再循环引晶。

在步骤6中，进行了在低温(155-350℃)下的水解并且产生了纯的Fe₂O₃(赤铁矿)并且再生了至少有15％浓度的盐酸。如WO2009/153321所述的方法处理氯化亚铁和氯化铁、其可能的混合物及游离盐酸的溶液，通过一系列步骤，即预浓缩步骤、氯化亚铁被氧化成高铁形式的氧化步骤，以及最后通过水解步骤进入称为水解器的操作单元，其中氯化铁的浓度保持为65wt％，以产生浓度确保氯化氢浓度为15-20.2％的富气体蒸汽，以及将经历物理分离步骤的纯赤铁矿。冷凝的潜热被回收至预浓缩并与来自煅烧阶段(步骤5)的过量热量一起用作制热输入。

来自水解器的母液(步骤6)可以被部分地再循环至其中观察到不可水解成分浓度增加的第一步骤结晶过程。在去除铁之后，液体富集有其它非可水解成分，并且主要包括氯化镁或其它成分(各种氯化物)以及例如仍为氯化物形式的稀土元素和稀有金属的可能的混合物。

氯化物形式的稀土元素和稀有金属以百分比形式高度浓缩进入水解器操作单元(步骤6)并从母液提取(步骤10)，其中各种已知技术可以用于提取该一系列单独的RE-O(稀土氧化物)。其中，本公开的方法允许在水解器内将以下元素浓缩至高浓度：钪(Sc)、镓(Ga)、钇(Y)、镝(Dy)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、铕(Eu)、镧(La)、钐(Sm)、钆(Gd)、铒(Er)、锆(Zr)及其混合物。可以用于提取稀土元素和/或稀有金属的技术可以在以下文献中找到，例如，Zhou等人，RARE METALS，Vol.27，No.3，2008，第223-227页以及US 2004/0042945，其全部内容通过引用并入本文。本领域技术人员还将理解，也可以使用通常用于提取来自拜耳法的稀土元素和/或稀有金属的各种其它过程。例如，各种溶剂提取技术均可以使用。对某些成分，可以使用涉及辛基苯基酸式磷酸酯(OPAP)和甲苯的技术。HCl可作为剥离剂。这可以有效地回收Ce₂O₃、Sc₂O₃、Er₂O₃等。例如，可以将利用草酸和金属铁的不同顺序用于氯化铁分离。

来自步骤6和10的富含增值金属(主要是镁)的废酸液被处理至步骤7。该溶液是用来自步骤5的干燥且高度浓缩的气态氯化氢饱和的，这导致氯化镁六水合物的沉淀。例如，其可以用30wt％以上的水溶液形式的HCl完成。保留的沉淀物被供给至煅烧阶段步骤8，其中获得纯的MgO(>98wt％)，并且将高度浓缩的盐酸(例如，至少38％)再生并转移至浸提步骤(步骤2)。用于步骤7的供替代路线是使用来自步骤8的干燥气态盐酸。

在步骤9中，未转化的金属氯化物被处理至高温水解步骤(700-900℃)，以产生混合的氧化物，并且其中可以回收15-20.2wt％浓度的盐酸。

根据图3所示的另一个实例，该方法可以类似于图1所示的实例，但可以包括如下面所讨论的一些变体。

实际上，如图3所示，该方法可以包括(在步骤6之后或仅在步骤10之前)返回到结晶步骤4的内部再循环。在这种情况下，来自水解器的母液(步骤6)可以被全部或部分地再循环到步骤4，其中对于包括稀土元素和/或稀有金属的不可水解成分会发生浓度增加。

这样的步骤可以用于显著增加稀土元素和/或稀有金属的浓度，从而有利于它们在步骤10中的提取。

对于步骤7，如前面所讨论的，然后在低温下通过向结晶器中喷洒干燥且高度浓缩的气态氯化氢而由该气态氯化氢提高富含氯化镁和其它不可水解产物的溶液的浓度。这可导致氯化镁以六水合物形式沉淀(例如在氯化钠和氯化钾去除之后)。这也可以用水溶液形式的HCl来实现。

如图3所示，可以添加额外的步骤11。氯化钠可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钠，并再生浓度等于或高于共沸点浓度的盐酸。氯化钾可以经历与硫酸的化学反应以获得硫酸钾，并再生浓度高于共沸点浓度的盐酸。氯化钠和氯化钾盐水溶液可以作为经调整的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况下，产生常见的碱(NaOH和KOH)和漂白剂(NaOCl和KOCl)，并且可以在一定程度上再用于本公开方法的其它区域(涤气器等)。

图8的方法也类似于图1的方法。这两种方法之间的差异在于步骤4和5。实际上，在图8方法的步骤4和5中，不同的金属可被转化成氯化物并且结晶(图8的步骤4)，并通过煅烧而转化成氧化物(图8的步骤5)。因此本领域技术人员将理解，根据待处理的材料的组成以及浸提阶段的条件，不同的金属可以由此结晶(图8的步骤4)，并经过煅烧阶段(图8的步骤5)。

以下为非限制性实例。

实施例1

氧化铝和各种其它产物的制备

作为起始材料，粘土样品是从加拿大魁北克的Grande Vallée区域获得的。

这些结果代表了用每个约900kg的样品进行的80次测试的平均值。

刚开采状态的粗制粘土经研磨并且分类后具有以下组成：

Al₂O₃：15％-26％；

SiO₂：45％-50％；

Fe₂O₃：8％-10％；

MgO：1％-2％；

稀土元素和/或稀有金属：0.04％-0.07％；

LOI：5％-10％。

随后将该材料以两阶段过程在140-170℃下用18-32wt％的HCl浸提。基于去除粘土的酸浸提成分所需要的化学计量的量，使用化学计量过量10-20％的HCl溶液。在半连续操作的第一浸提阶段(步骤2)，将粘土与所需量的或总量的某一比例的盐酸接触2.5小时。去除废酸后，将粘土与最小18wt％的盐酸溶液在相同的温度和压力下再次接触约1.5小时。

铁和铝的单阶段浸提所获得的典型的提取曲线在图2中示出。

将浸提液过滤，将固体用水洗涤，并且用常规分析技术进行分析(参见图1的步骤3)。所获得的二氧化硅的纯度为95.4％，并且其不含任何氯化物或HCl。

在另一实施例中，通过额外的浸提步骤，二氧化硅的纯度为99.67％。

在浸提和二氧化硅去除之后，各种金属氯化物的浓度为：

AlCl₃：15-20％；

FeCl₂：4-6％；

FeCl₃：0.5-2.0％；

MgCl₂：0.5-2.0％；

REE-Cl：0.1-2％

游离HCl：5-50g/L

然后将废酸用气相的约90％至约98％纯的干燥盐酸在两个阶段中结晶，并且在氯化铝六水合物中形成小于25ppm的铁。HCl的溶液(水相)的浓度为约22％至约32％或25％至约32％，使Al₂O₃的回收率为95.3％。然后将回收的结晶材料(水合物形式的AlCl₃，具有99.8％的最低纯度)在930℃或1250℃下煅烧，由此获得α-形式的氧化铝。在930℃加热允许获得β-形式的氧化铝，而在1250℃加热允许获得α-形式。

另一个实施例在低温下进行(在约350℃下分解和煅烧)，并且α形式的氧化铝小于2％。

以气相中排出煅烧阶段的HCl浓度是大于30％的浓度，并且用于(再循环)结晶AlCl₃和MgCl₂。过量的盐酸以浸提步骤中所需的和有针对性的浓度被吸收。

然后鉴于提取为纯赤铁矿(Fe₂O₃)，将铁氯化物(三价铁形式为约90-95％)送到热液过程。这可以用在WO2009/153321所描述的低温水解以及从煅烧、高温水解和浸提阶段充分回收热的技术来完成。

将稀土元素和稀有金属从水解器的母液中提取，在水解器中二氧化硅、铝、铁、大部分的水已被去除，并随后从水解器预浓缩以结晶。明显地，稀土元素在单次通过的水解器内(即，没有浓缩回路)可以浓缩平均约4.0至10.0倍。已经在水解器(单次通过)内观察到以下浓缩系数：

Ce>6

La>9

Nd>7

Y>9

其余氯化镁用干燥且高度浓缩的盐酸喷洒，然后煅烧为MgO，同时回收高浓度酸(例如高达38.4％)。

包含其它不可水解组分的混合氧化物(Me-O)然后经历700-800℃的高温水解反应，并且回收的酸(15wt％-20.2wt％)以新路线送至浸提系统。

所获得的总产率：

Al₂O₃：93.0-95.03％的回收率；

Fe₂O₃：92.65-99.5％的回收率；

稀土元素：最低95％的回收率(混合物)；

MgO：92.64-98.00％的回收率；

丢弃的材料：最高0-5％；

HCl总回收率：最低99.75％；

作为浸提进料的HCl浓度15-32％(水的)；95％(气体)

赤泥产生：无。

实施例2

氧化铝和各种其它产物的制备

类似的进料(铝土矿代替粘土)按照实施例1那样被处理，直至浸提阶段，并且显示在实施例1中确立的条件下其为易于浸提的。对铁提供了100％的提取率并且对铝提供了90-95％的提取率。该技术被认为是经济可行的，并且没有产生有害副产物(赤泥)。所测试的样品具有不同浓度的Al₂O₃(高达51％)，Fe₂O₃(高达27％)和MgO(高达1.5％)。观察到97.0％的镓提取率。钪提取为95％。

实施例3

HCl气体的富集和纯化：H₂SO₄路线

H₂SO₄可以用于进行HCl纯化。其可以通过使用H₂SO₄流逆流动的填充柱(参见图4)。这允许将回收的HCl转化成浓度高于共沸点浓度(20.1wt％)的HCl并且使其浓度最少增加约60％至约70％。

水被H₂SO₄吸收，并且随后应用H₂SO₄再生，其中使H₂SO₄回到约95％至约98wt％的浓度。在这个阶段不含硫的释放水(water release)被再循环回，并用于结晶溶解等。柱的填充物可以包括聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。

燃烧能量可以与废气预热空气及氧气富集一起进行。氧气富集：+2％代表火焰温度增加了最高400℃。

实施例4

HCl气体的富集和纯化：氯化钙至氯化钙六水合物(吸收/解吸过程)

如图5所示，CaCl₂可以用于干燥HCl。实际上，CaCl₂可以用于吸收在HCl中包含的水。在这种情况下，CaCl₂被转化成其六氯化合物的形式(CaCl₂·H₂O)，并且一个饱和系统最终切换成再生模式，其中从氧化铝和氧化镁喷雾焙烧的煅烧废气中回收的热空气被引入以再生固定床。或者，其它吸收剂如LiCl可以被用来代替CaCl₂。这样的离子/交换型过程可以参见图4，并且可以使循环反转以从一个柱切换至另一个柱。

本领域技术人员应当理解，在实施例3和4中描述的过程可以以各种不同的方式来使用。例如，这些方法可以与本公开提出的各种方法结合。例如，此类纯化技术可以与图1、3、6至8、10A、10B、11A和11B所示的方法集成。例如，这些技术可以用在选自步骤5、6、8、9、10和11的至少一个步骤的下游(参见图1和3)。其还可以用在步骤4和/或步骤7的下游。其还可以用在选自步骤104至步骤111的至少一个步骤的下游(参见图6)。

实施例5

氧化铝和各种其它产物的制备

该实施例是通过使用图6和图7所示的方法进行的。应当注意到图6和图7所示的方法不同之处仅为图7示出另外的阶段，即阶段112和113。

原料制备

原料，例如粘土，是在粘土制备设备101中用二级破碎机处理的。在立式辊磨机(例如Fuller-Loesche LM30.41)中在干燥基础上进行干磨以及分级。粘土制备101包括三个辊磨机；二个以约160-180tph的容量运行，而一个待机。若需要，原料可以被降至85％的原料小于63μm。经处理的材料然后被储存在均化筒仓中，之后供给至酸浸提设备102。以下表1示出在阶段101中所获得的结果。如果矿石包含元素氟，那么在进行102阶段之前可以应用特殊处理。在盐酸存在下，氟可产生氢氟酸。这种酸腐蚀性极强，并且损害人体健康。因此，浸提102之前，可以完成任选的处理氟分离112。阶段112可以包括在预浸提处理中用酸处理来自阶段101的经处理的材料，从而去除氢氟酸。因此，根据原料的组成，可以进行氟分离阶段112(或预浸提阶段112)。

表1

酸浸提

接着，在80m³搪玻璃反应器中半连续地进行酸浸提102。半连续模式包括在反应期内用高浓度再生酸替代1/3的反应过的酸，这极大地提高了反应动力学。反应器布置包括例如一系列的三个反应器。已经进行了其它的实施例，其中在1atm下进行第一浸提，然后用HCl水溶液或气态HCl进行第二和第三半连续或连续浸提。

在高温和高压(约160℃至约195℃且压力约5barg至约8barg)下使浸提进行固定时段。反应时间为目标反应程度(对于Al₂O₃为98％)、浸提模式、酸浓度(acid strength)以及施加的温度/压力的函数。

从酸浸提102回收的废酸然后从未反应的二氧化硅和二氧化钛中过滤103，并且通过自动压滤机洗涤，其中所有游离HCl和氯化物都被回收。这允许例如最大量为约30ppm的SiO₂进入废液。然后产生≈96％+SiO₂浓度的清洁二氧化硅。各种选择在这一点上都有可能。例如，96％的二氧化硅可以在存储之前通过碱浴、清洗、然后压块而进行最终中和。根据另一个实施例中，通过增加另一个浸提步骤、随后是确保去除TiO₂的固体分离步骤来纯化二氧化硅(参见图7中的阶段113)。在这种特定情况下，产生高纯度二氧化硅99.5％+。在阶段113中，钛和硅可以彼此以各种方式分离。例如，从阶段103获得的固体可以在MgCl₂的存在下在低于90℃或80℃的温度下以及在低酸浓度下浸提。例如，酸浓度可以低于25％或20％。所述酸可以是HCl或H₂SO₄。在这样的情况下，钛保持在这种浸提后是可溶的，而钛仍为固体形式。阶段113之后所获得的这些固体和液体由此分离以提供最终TiO₂和SiO₂。水输入和二氧化硅清洗流为1:1(二氧化硅/水)的比例(150t/h SiO₂/150t/h H₂O)，但包括所述过程中的闭合回路中的洗涤水循环以及用于最终清洗二氧化硅和用于回收在浸提阶段生成的所有氯化物和游离HCl的有限数量的处理水。在以下表2中示出阶段102期间得到的结果。

表2

AlCl₃·6H₂O结晶

具有约20％至约30％的氯化铝含量的废酸然后在结晶阶段104中处理。干燥且高度浓缩的HCl(>90wt％)以气相喷洒在两阶段结晶反应器中，这允许氯化铝六水合物的结晶。

酸通过这些反应器的流速为约600m³/h至约675m³/h，在该高放热反应过程中，反应器保持在约50℃至约60℃。回收热，并交换至设备的酸纯化107部分，从而保证适当的热传导和最小化设备的热消耗。相对于其它成分，随着结晶反应器中游离HCl浓度的增加，氯化铝溶解度迅速降低。对于沉淀/结晶，AlCl₃的浓度为约30％。

因此，结晶过程中的HCl浓度为约30wt％至约32wt％。

来自结晶阶段104的水溶液然后被送至热液酸回收设备105，而在煅烧设备106中通过分解/煅烧阶段处理该晶体。

可以完成一步结晶阶段或者多步结晶阶段。例如，可以进行两步结晶阶段。

在以下表3A和3B中示出阶段104期间得到的结果。

表3A

表3B

煅烧和热液酸回收

煅烧106包括使用具有预热系统的两阶段循环流化床(CFB)。预热系统能够包括等离子体焰炬以加热蒸汽来进行处理。其处理分解/煅烧阶段的晶体。在约350℃的温度下操作的第一阶段中释放大部分盐酸，而第二阶段进行煅烧。来自两个阶段的酸(从所述过程回收的酸的约66％至约68％)然后被回收并送至酸浸提102或至酸纯化107。在约930℃的温度下操作的第二反应器中，酸是通过在两个柱中冷凝和吸收而回收的，主要使用来自酸浸提部102的洗涤水。来自该部分的潜热与大量的水同时回收，这限制了水净输入。

在铁氧化物生产和酸回收105系统中，其包括使来自结晶104的水溶液首先经历预浓缩阶段，随后在水解反应器中处理。此处，赤铁矿是低温处理(约165℃)期间产生的。再循环回路然后取自水解器并且再循环至预浓缩器，使REE、Mg、K和其它元素的浓缩。该再循环回路允许稀土元素氯化物和/或稀有金属氯化物和各种金属氯化物的浓度增加，而在某种程度上无需使这些产物与赤铁矿一起沉淀。

根据在设备中的酸平衡，回收的酸被直接送到102或107阶段。表4示出在阶段105中得到的结果。

表4

表5示出了在阶段106中得到的结果。

表5

发生的典型化学反应
	2(AlCl₃·6H₂O)+能量→Al₂O₃+6HCl+9H₂O

稀土元素和稀有金属提取

然后，为了稀土元素和稀有金属提取108，处理从105再循环中得到的蒸汽，其中将剩余铁还原为二价铁(Fe²⁺)，接着进行一系列的溶剂提取阶段。反应物为草酸、NaOH、DEHPA(二-(2-乙基己基)磷酸)和TBP(三-正丁基磷酸酯)，有机溶液、煤油以及HCl用于将稀土元素氯化物和稀有金属氯化物转化为氢氧化物。使用HCl剥离逆流有机溶剂的溶液，然后进入氢氧化物形式的稀土元素和稀有金属的特定烧结，并转化成高纯度的各自的氧化物。离子交换技术也能实现与聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET)膜的相同结果。

来自105的铁粉或废金属如FeO的使用速率可以取决于母液中的Fe³⁺浓度。在REE溶剂提取(SX)分离和再浸提稀土元素和/或稀有金属草酸盐中可能需要1tph速率的HCl(100wt％)作为剥离溶液。

将非常大量的水(软化水或纳米水)以100tph的速度加入该剥离溶液并洗涤沉淀物。

以0.2tph的速率添加二-水合物形式的草酸并有助于稀土元素和稀有金属草酸盐沉淀。可以将NaOH或MgOH以0.5tph的速率用作中和剂。

将DEHPA SX有机溶液以500g/h的速率用作稀土元素分离中的活性试剂，而将TBP SX有机溶液以5kg/h的速率用作镓回收和钇分离中的活性试剂。最后，将煤油稀释剂以约2kg/h的速率用于所有SX部分。煅烧通过间接加热而发生在电动旋转炉中，以将内含物转化为REE₂O₃(氧化物形式)，并保持产物纯度。

关于阶段108所做的各种测试的结果示于表6中。

在分部(5)中分出一个线路以用溶剂萃取分离以下元素：

·Ga₂O₃

·Y₂O₃

·Sc₂O₃

·Eu₂O₃+Er₂O₃+Dy₂O₃

·Ce₂O₃+Nd₂O₃+Pr₂O₃

总收率：84.53％

或者，可以如PCT/CA2012/000253和/或PCT/CA2012000419所述的那样进行阶段108。

阶段108和109之后的溶液主要包含MgCl₂、NaCl、KCl、CaCl₂、FeCl₂/FeCl₃和AlCl₃(痕量)，然后经历阶段111。随着MgO的Na、K、Ca可以在阶段110中通过以特定顺序结晶而提取；首先是Na，其次是K，然后是Ca。这种技术可以用于例如以色列死海盐处理工厂以生产MgO并从原料去除碱。

观察到图7的再循环回路允许GaCl₂和ScCl₂浓缩而不与赤铁矿一起沉淀。此蒸汽然后经历REE/RM提取，随后是一系列溶剂提取阶段并且转化为高纯度的各自氧化物。REE元素的总回收率达到：对于Ga为84％、对于Sc为95％以及对于低量存在的其余REE元素为68％。

HCl再生

碱(Na、K)，一旦结晶，则被送至用于回收高度浓缩的盐酸(HCl)的碱盐酸再生设备110并在其中进行处理。选择用于转化的方法可以产生增值产物。

各种选择可用于转化NaCl和KCl，并旨在回收盐酸。一个实施例可以将其与高度浓缩的硫酸(H₂SO₄)接触，这分别产生硫酸钠(Na₂SO₄)和硫酸钾(K₂SO₄)，并且再生浓度高于90wt％的HCl。另一个实施例是使用氯化钠和氯化钾盐水溶液作为经调整的小型氯-碱电解池的进料。在后一种情况下，产生常见的碱(NaOH和KOH)和漂白剂(NaOCl和KOCl)。在不同电池中完成NaCl和KCl盐水的电解，其中电流被调节至满足所需的化学反应。在这两种情况下，其是两步过程，其中盐水经历高电流。并且碱(NaOH或KOH)与氯(Cl₂)和氢气(H2)一起产生。H₂和Cl₂然后经历常规火焰，其中产生高度浓缩的酸气体(100wt％)并且可以直接用于结晶阶段104，或用于需要干燥的高度浓缩的酸的结晶阶段。

氧化镁

然后，基本不含大部分成分(例如AlCl₃、FeCl₃、REE-Cl、NaCl、KCl)但富含MgCl₂的经还原的流被送至氧化镁装置111。在MgO中，MgCl₂的高温水解和任何其它剩下的杂质被转化成氧化物，同时再生酸。第一步是预蒸发器/结晶器阶段，其中钙被除去并且通过与硫酸的简单化学反应而转化成石膏(CaSO₄·2H₂O)，其需要分离MgO。这增加了MgO焙烧的容量并也稍微增加能源消耗，同时基本回收HCl。接下来的步骤是通过喷雾焙烧来特定高温水解MgO浓缩液。生成两个(2)主要产物；被进一步处理的MgO，以及HCl(约18wt％)，其被再循环回上游浸提阶段102或者盐酸净纯化设备(107)。得自喷雾焙烧炉的MgO产物可能需要进一步洗涤、纯化以及最终的煅烧，取决于目标品质。纯化和煅烧可以包括洗涤-水合步骤和标准煅烧步骤。

来自喷雾焙烧炉的MgO是高度化学活性的，并且直接装入水箱，其中使其与水反应以形成在水中溶解性差的氢氧化镁。残留的痕量氯化物，如MgCl₂、NaCl，溶于水。Mg(OH)₂悬浮液在浓缩器中沉淀之后，向前行进至去除残留水的真空鼓式过滤器。清洁的Mg(OH)₂然后向前行进至煅烧反应器，其中使其在垂直多阶段炉中暴露于高温。从水合物释放水，并允许Mg(OH)₂转变为MgO和水。对此，氧化镁具有高纯度(>99％)。

HCl纯化

盐酸纯化阶段107有效纯化从不同部分(例如105、106、111)再生的HCl，并且增加其纯度以用于结晶，而干燥的高度浓缩的酸(>90wt％)可以用作喷洒试剂。阶段107也允许控制回到阶段102的酸的浓度(约22wt％至约32wt％)并且允许总酸和水的平衡。完成总的设备水平衡主要是通过将洗涤水再用作吸收介质、用作淬灭剂或用作结晶阶段的溶解介质。例如，阶段107可以通过使用图4或图5所示的过程而实施。

例如，纯化可以通过膜蒸馏过程来进行。此处采用的膜蒸馏过程当具有不同温度的两种水性液体通过疏水性膜而分离时发生。所述过程的驱动力是由这些溶液之间的温度梯度造成的蒸汽分压差来提供的。蒸气从暖侧行进到冷侧。不希望受该原理约束，分离机制是基于HCl/水的液体混合物的汽/液平衡。此类技术的实际应用已经用于HCl/水、H₂SO₄/水系统，并且还以大工业规模用于目的是从海水获得饮用水的氯化钠水溶液，以及纳米水生产。因此，膜蒸馏是基于通过多孔疏水膜的蒸发的分离过程。该过程在约60℃下进行，并通过内部水循环回路从104和102阶段有效回收热量，从而将该膜保持恒定进入温度。例如，可以使用300,000m²等效表面积/膜的8个膜，以获得完全高于≈750m³/h的共沸点(即>36％)的HCl浓度，然后通过压力蒸馏(精馏柱)获得最后90％浓度。

通过疏水膜由此处理再生酸并使水与HCl分离，从而纯化HCl；因此，将HCl浓度增加至高达约36％(共沸点以上)，因此允许通过压力汽提塔的单阶段精馏来获得气相中的>90％，用于结晶段(喷洒)；因此将进入结晶阶段的酸浓度控制为高达30-35％(水溶液)。

如所指出的，阶段107是在约60℃下操作，并且通过从阶段102至110回收的热量提供热量输入。精馏柱在再沸器部分中于约140℃操作。净能源需求为零(其实为负值，-3.5Gj/t Al₂O₃)，因为这两个系统都处于平衡(equilibrium)和均衡(balance)。

例如，酸纯化可以通过在活化氧化铝床上使用吸附技术来进行。在连续模式中，需要至少两个吸附塔以实现在其中一个中吸附并且在其中另一个中再生。再生可通过以逆流方式供给热气体或减压气体来进行。该技术将得到100wt％的纯化气体。

例如，酸纯化可以通过使用氯化钙作为水的共沸剂来进行。稀盐酸溶液通过柱与浓氯化钙溶液接触。然后将水从盐酸溶液去除，并且99.9％的气态HCl从该过程逸出。将冷却水和低温冷却剂用于冷凝在HCl中的痕量水。稀CaCl₂溶液通过确保氯化钙回收的蒸发器而浓缩。根据进入塔中的HCl溶液进料中的杂质，某些金属可能污染氯化钙浓缩溶液。与Ca(OH)₂一起沉淀以及过滤允许去除这些杂质。该柱可以例如在0.5barg下操作。该技术可允许回收98％的HCl。

表7示出图6所示的方法获得的结果。

表8至26示出与工业标准相比，根据图6所示的方法制备的产物所获得的结果。

表8

P₂O₅去除技术可以包括例如在浸提后用硫酸锆沉淀磷。其可以规定为例如在真空下于80℃至约90℃或约85℃至约95℃加热的溶液中。

表9

表10

表11

*材料可制作成砖

表12

注意：产物可以具有未漂白的纤维素纤维助滤剂。纤维素木粉。

表13

表14

表15

表16

表17

表18

表19

表20

表21

表22

表23

表24

表25

表26

为了演示本公开的方法的通用性，已经作了一些其它测试，从而证明这些方法可应用于各种原料来源。

实施例6

另一个起始材料已用于制备包含各种组分的酸性组合物。实际上，为稀土元素和稀有金属(尤其富含锆)浓缩物的材料已经被测试。表27示出使用与图1、3、6和7所示以及实施例1、2和5所详述的类似方法对此类起始材料进行浸提的结果。因此，可以从表27所示的结果推断，在浸提中存在的各种组分(各种金属诸如铝、铁、镁以及稀土元素和稀土金属)可以从所获得的浸提组合物中被提取，并且它们最终可以通过本公开的方法、诸如实施例1、2和5中呈现的方法来分离。

实施例7

以与实施例6所述的类似方式进行其它测试。在本实施例中，碳酸盐已用作起始材料。(参见以下表28)。

表27.对富含锆的物质所做的测试

表28.对碳酸盐岩所做的测试

因此，可以从表28所示的结果推断，在所获得的浸提组合物中存在的所提取的各种金属、稀土元素和稀有金属可以最终通过本公开的方法、诸如实施例1、2和5中呈现的方法来分离。在这种情况下，该起始材料用于图1、3、6、7、8、10A、10B、11A或11B的过程。

实施例8

已将赤泥用作起始材料来进行测试。6M浓度的HCl用于浸提赤泥(RM)样品。结果示于以下表29至35。

表29.赤泥浸提条件

表30.赤泥浸提结果

表31.RM A的组成

	Al	Si	Fe	Ca	K	Mg	Na	Ti
									％	10.2	4.59	16.4	2.71	0.01	0.02	3.07	2.6
Kg	80.9166	36.41247	130.1012	21.49843	0.07933	0.15866	24.35431	20.6258

表32.RM B的组成

	Al	Si	Fe	Ca	K	Mg	Na	Ti
									％	10.9	5.66	17.2	1.72	0.01	0.03	5.05	2.62
Kg	86.4697	44.90078	136.4476	13.64476	0.07933	0.23799	40.06165	20.78446
									％	0.69	19.8	1.37	0.06	0.01	0.01	0.01	11.2

表33RM1的组成

	Al	Si	Fe	Ca	K	Mg	Na	Ti
									％	8.85	4.76	18.5	4.04	0.05	0.03	2.82	2.36
Kg	213.108	114.6208	445.48	97.2832	1.204	0.7224	67.9056	56.8288

表34.RM1(2)、RM1(3)、RM1(4)、RM1(5)和RM1(6)的组成

	Al	Si	Fe	Ca	K	Mg	Na	Ti
									％	8.85	4.76	18.5	4.04	0.05	0.03	2.82	2.6
Kg	213.108	114.6208	445.48	97.2832	1.204	0.7224	67.9056	62.608

表35.RM2、RM2(2)、RM2(3)、RM2(4)、RM2(5)、RM2(6)和RM2(7)的组成

	Al	Si	Fe	Ca	K	Mg	Na	Ti
									％	10.9	5.66	17.2	1.72	0.01	0.03	5.05	2.62
Kg	230.971	119.9354	364.468	36.4468	0.2119	0.6357	107.0095	55.5178

实施例9

表36和37总结了经处理的残余物(来自不同国家的赤泥)的化学总范围。这些分析是由独立且认证的实验室进行的。

表36

表37

由此可以看出，赤泥已用HCl成功浸提，因此对于在赤泥中存在的各种组分的回收允许良好的收率。在所获得的浸提液中存在的这些各种产物或组分因此都可以被在本公开的方法先前所指的那样进行分离且最终转变。获得的浸提液可以如本公开的方法所描述的那样进行处理。实施例8的浸提阶段可以视为例如图1或图3的浸提阶段2；图6或图7中的浸提阶段102；图8的浸提阶段2、图10A的浸提202、图11A的浸提302等。例如，在实施例8中获得的浸提液可以如图1、3、6至8、10A、10B、11A和11B所示的那样进行处理。例如，该浸提液可以如实施例1、2和5所述的那样进行处理。

图9示出用于分离Si与Ti的方法。例如，当将矿石用作起始材料时，浸提可以在氯气存在下进行，从而保持Ti处于TiCl₄形式，因为其保持在溶液中，而Si保持固体(SiO₂)。然后，Ti可以被喷射入等离子体焰炬以用于纯化。

用于纯化Si和Ti的此类方法在对分离这两个物体有需要时，可以用于本公开的所有方法。例如，参照图7的阶段113。

图10A/10B和11A/11B所示的方法是可用于处理包含例如Mg和诸如Ni和/或Co的其它金属的各种材料的方法。这些材料也可以包含其它金属，诸如铝、铁等。这些方法因此可以有效用于处理赤泥。图10A/10B和图11A/11B的方法是类似的，所不同之处在于在图10A/10B的步骤204之后镁保留在溶液中(参见步骤211)，而在图11A/11B的步骤304之后镁被沉淀出(参见步骤311)。

图10A/10B和11A/11B的方法中进行的某些步骤与本公开描述的其它方法的步骤类似。

例如，步骤201和301与图6和7的步骤101类似。此外，图10A/10B和11A/10B的步骤202和302与图6和7的步骤102类似。

图10A/B和11A/B的步骤203和303与图6和7的步骤103类似。

图11和12的步骤213和313与图7的步骤113类似。对于步骤214和314，TiO₂可以最终通过等离子体焰炬而纯化。

最终，CaSO₄·2H₂O(石膏)可以如步骤223和323所详述的那样生产。最后，依据步骤224、324、225和325，可以生产Na₂SO₄和K₂SO₄。

对于步骤213和313，TiO₂可转化为钛氯化物，从而将钛溶解在液相中。例如，这可以通过使TiO₂与Cl₂和碳(C)反应来完成。因此，SiO₂和钛可以彼此分离，因为SiO₂保持固体，而钛氯化物被溶解。例如，可以如图9所详述的那样来进行步骤213、313、214和314。

这样的方法还有效实现HCl的全回收。

依据Ni和/或Co沉淀(步骤212)，LiOH可以沉淀并在步骤208中最终洗涤，Ni和Co然后通过溶剂提取207而纯化。本领域技术人员由此能选择用于分离这两种金属的适当条件。分离Ni和Co的这样的不同方式的实例在US2011/0283838中公开，其全部内容通过引用并入本文。然后，进一步浸提可以在步骤209中进行，从而进一步提取金属。

在涉及MgO分离的步骤304之后，LiCl可以结晶并洗涤(阶段308)。在步骤305之后，获得赤铁矿且沉淀Ni和Co(阶段312)。Ni和Co然后可以通过使用描述阶段207时所提及的上述技术(溶剂提取)而彼此分离。

例如，如果待用于图10A、10B、11A和11B的方法的起始材料包含铝，那么可以进行步骤210和310以沉淀AlCl₃。这样的步骤(210或310)与图6和7中进行的步骤104类似。以类似的方式，图10A、10B、11A和11B的步骤205和305与图6和7的步骤105类似。图10A、10B、11A和11B的步骤206和306与图6和7的步骤106类似。在步骤215和315中进行的HCl纯化与图6和7中进行的步骤107类似。如图10A、10B、11A和11B的216和316可见，由此再生HCl。

可替换地，依据步骤209且根据用于图10A、10B、11A和11B的方法的起始材料的组成，步骤210和310可以被省略或绕过。因此，如果起始材料基本不含铝，或者如果步骤209之后铝的含量是相当低的，那么可以进行步骤249。然后，依据图10A、10B、11A和11B的步骤249和349(其中获得各种金属氯化物的混合物)，可以在步骤217和317中进行煅烧，从而最终获得各种金属氧化物的混合物。

在步骤210和310中获得的杂质可以在步骤218和318中结晶。通过这样做，可以结晶NaCl(步骤219和319)和KCl(步骤221和321)。电解NaCl(步骤220和320)和KCl(步骤222和322)可以如本公开先前所指出的那样来进行。

本公开的方法相对于已知方法提供了多个优点和区别。

本公开的方法提供完全连续的经济的解决方案，其可以成功地从多种类型的材料中提取氧化铝，同时提供高增值的超纯次级产物，包括高度浓缩的稀土元素和稀土金属。在本公开中描述的技术允许创新量的总酸回收，还使回收的酸有超高浓度。当将其与半连续浸提方法结合时，有利于非常高的提取率并且允许结晶氯化铝且浓缩其它增值成分的特定方法。这些方法也允许使用所产生的氧化铝来制备铝。

本公开的方法的另一优点是高温和高进入盐酸浓度的组合。与其中系统地使用游离HCl驱动力的半连续操作组合，在小于基本分批方法的参考时间的约40％的时间内，铁和铝的提取率分别达到100％和98％。HCl浓度比共沸点浓度更高的另一个优点是容量增加的潜力。此外，HCl浓度比HCl在共沸点的浓度更高以及半连续方法代表了本领域的重要进步。

用于在浸提阶段逆流洗涤后母液与二氧化硅分离的技术的另一个优点是带式过滤器提供纯度预期纯度超过96％的超纯二氧化硅。

使用干燥、清洁且高度浓缩的气态HCl作为喷洒试剂来将AlCl₃结晶成AlCl₃·6H₂O，允许只包含百万分之几的铁和其它杂质的纯氯化铝六水合物。可以需要最少数量的阶段以允许适当的晶体生长。

与将AlCl₃·6H₂O煅烧成Al₂O₃(这产生了非常高浓度的气体)的直接互联允许在结晶器内精确连续调整盐酸浓缩，并由此适当控制晶体生长和结晶过程。

申请人也由此证明他们的方法有效地依次分离赤泥(或所选择的待处理材料)的各个有价值且可销售的组分并且回收所使用的酸。这些方法因此允许回收在拜耳法中通常浪费的大部分的氧化铝。

本公开的方法由此为这些大型赤泥池提供独特的解决方案，补救并同时由于回收经由酸再生阶段分离并纯化的氧化铝及其它增值产物而允许快速投资回报。这些结果表明本公开的方法代表创新且经济的技术，其不仅是不会产生赤泥的由多种铝矿石生产氧化铝的可行的替代方案，而且还是补救现有赤泥有毒残留物(其代表了氧化铝及铝工业的环保责任)的手段。

虽然赤泥的初始组成可以根据铝土矿来源、操作条件等变化；但本公开的方法可以灵活地处理各种组成的原料进料。这能够处理来自任何氧化铝厂的赤泥。成功地测试了来自世界不同地区的不同赤泥来源。

申请人现已经发现完全集成且连续的方法，并且基本全部回收用于从包含铝的各种含铝材料(粘土、铝土矿、硅铝酸盐材料、炉渣、赤泥、飞灰等)提取氧化铝和其它增值产物的盐酸。实际上，该方法允许生产基本纯的氧化铝以及诸如纯化二氧化硅、纯赤铁矿、钛氧化物、纯的其它矿物(例如：氧化镁)、稀土元素和稀有金属产物的其它增值产物。此外，该方法不要求在酸浸提操作之前的热预处理。酸浸提采用具有高压和温度条件和非常高的再生盐酸浓度的半连续技术来进行。此外，该方法不产生不可出售的任何残留物，因此消除了在例如碱处理情况下对环境有害的残留物。

高温煅烧阶段的优点，除了允许控制所需的α-型氧化铝之外，还有效提供了比共沸点HCl浓度更高的水溶液形式盐酸的浓度(>38％)，因此提供了浸提阶段的更高的进入HCl浓度。煅烧阶段的盐酸网络可以与两个(2)结晶系统互联，并且通过压力调节，过量HCl可以以尽可能高的水溶液浓度被吸收。具有六水合氯化物和低水分含量(<2％)进入原料(incoming feed)的优点为允许连续回收比共沸点浓度更高的浓度的酸。所述方法的三个(3)常规部分中以及在共沸点以上的这种HCl平衡和双重用途是本领域的一个重要进展。

另一个优点是将进入化学物(氯化铁)用于铁氧化物和盐酸回收单元，其中从任何煅烧部分、高温水解和浸提部分载入的所有过量的热量被回收以预浓缩包含金属氯化物的母液，从而在非常低的温度下水解非常纯的赤铁矿形式的氯化铁并且以与共沸点相同的浓度再生酸。

氯化铁水解步骤的当前方法的又一主要优点是在水解器反应器内通过水解器和结晶之间的内部回路，以非常高的浓度浓缩氯化物形式的稀土元素的可能性。该优点在于本公开的方法从应用渐变浓缩比的各个步骤中受益。因此，在这个阶段，除了内部浓缩回路之外，具有二氧化硅、铝、铁以及具有接近饱和(大量的水蒸发，不存在游离盐酸)的平衡溶液还允许以百万分之几将稀土元素和非可水解元素带入进入原料，并且在去除氯化铁之后在水解器中以高百分比将其直接浓缩。然后，当处于百分比水平时，特定氧化物(RE-O)的纯化可以使用各种技术进行。优点在此处加倍：使用集成处理阶段浓缩非常高水平的稀土元素，并且最重要的是该方法防止使浸提步骤之后的废酸主流(非常稀的)具有污染氯化铝主流并因此影响Al₂O₃产量的风险。本领域的另一个改进是在除被完全集成之外，选择性去除组分允许将稀土元素浓缩成相对高的浓度(百分比)。

该方法的另一优点是再次通过喷洒来自氧化铝煅烧步骤或氧化镁直接煅烧的盐酸来选择性结晶MgCl₂，其中在两种情况下产生气相或水溶液形式的高度浓缩的酸。依据氯化铝特定结晶，与煅烧反应器的直接互联，非常高浓度(约85wt％至约95wt％，约90wt％至95wt％或约90wt％)的HCl气体允许基于目标氧化镁品质来连续地精确调整结晶器。该方法的步骤(MgO生产或其它增值金属氧化物)需要基于进入过程的原料的化学性质，然后在这个额外的步骤之后，完成稀土元素和稀有金属提取点；其优点是应用的额外的浓缩效应。

高温水解允许任何剩余氯化物的最终转化并生产可以用作肥料的精炼氧化物(在粘土作为起始材料情况下)，并允许处理来自以下过程的大量洗涤水，所述过程具有用于浸提步骤的共沸点的闭合回路中的回收盐酸。这最后步骤的优点与以下事实相关，即，其完全闭合酸回收的处理回路并确保在处理任何类型的原料时没有产生对环境有害的残留物，如前所述。

对本领域的主要贡献是本公开所建议的完全集成的方法实际允许以经济方式处理铝土矿，同时不产生赤泥或有害残留物。除了可用于其它天然的原料(任何合适的含铝的材料或铝矿石)的事实之外，使用完全回收且总浓度高于共沸点浓度(例如，约21％至约38％)的盐酸、选择性提取增值的次级产物以及对环保要求的适应(同时在改造成本方面保持极具竞争力)，代表了本领域的主要优点。

因此，这是表明本公开提供了用盐酸处理制备纯氧化铝并同时生产高纯度且高品质的产物(矿物)并提取稀土元素和稀有金属的完全集成的方法。

虽然参考具体实施方案做出描述，但是应当理解，大量修改对本领域技术人员是显而易见的。因此，上述描述和附图应被视为具体的实例，而而非限制。

Claims

1.用于处理赤泥的方法，所述方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并且将所述固体与所述浸提液分离；

使所述浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl₃形式的所述铝离子的沉淀物，并且将所述沉淀物与所述液体分离；并且

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热所述沉淀物，并且任选地回收所产生的气态HCl。

2.如权利要求1所述的方法，其中使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

3.如权利要求1所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

4.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

5.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提赤泥。

6.如权利要求1所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

7.如权利要求1所述的方法，其中使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

8.如权利要求1所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

9.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

10.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

11.如权利要求1所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

12.如权利要求1所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

13.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

14.如权利要求1所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

15.如权利要求1所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

16.如权利要求1所述的方法，其中在约140℃至约165℃的温度下使用浓度为约4M至约8M的HCl浸提所述赤泥。

17.如权利要求1所述的方法，其中在约140℃至约165℃的温度和约60psig至约90psig的压力下使用浓度为约6M的HCl浸提所述赤泥。

18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述方法还包括通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约26wt％至约42wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约125℃至约225℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约28wt％至约40wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约150℃至约200℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

21.如权利要求18所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约30wt％至约38wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约150℃至约200℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约18wt％至约36wt％的所述组合物。

23.如权利要求21所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约25wt％至约36wt％的所述组合物。

24.如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约160℃至约180℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

25.如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约160℃至约175℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

26.如权利要求21所述的方法，其中使所述组合物在约165℃至约170℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

27.如权利要求1至26中任一项所述的方法，其中所述液体包含至少一种铁氯化物。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一种铁氯化物为FeCl₂、FeCl₃或其混合物。

29.如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解。

30.如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收所述赤铁矿。

31.如权利要求27或28所述的方法，其中在约165℃至约170℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物。

32.如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。

33.如权利要求32所述的方法，其中在约155℃至约170℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物。

34.如权利要求32或33所述的方法，还包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有金属之后，使所述液体与HCl反应以导致MgCl₂沉淀，并且将其回收。

35.如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO。

36.如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO，并且通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

37.如权利要求32或33所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO，并且通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

38.如权利要求32至37中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收NaCl，使所述NaCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性地沉淀Na₂SO₄。

39.如权利要求32至38中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收KCl，使所述KCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性地沉淀K₂SO₄。

40.如权利要求32至37中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。

41.如权利要求32至37及40中任一项所述的方法，还包括在所述稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收KCl，使所述KCl反应，进行电解以生成KOH和KOCl。

42.如权利要求27或28所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体提取NaCl和/或KCl。

43.如权利要求42所述的方法，还包括使所述NaCl与H₂SO₄反应以基本选择性地沉淀Na₂SO₄。

44.如权利要求42所述的方法，还包括使所述KCl与H₂SO₄反应以基本选择性地沉淀K₂SO₄。

45.如权利要求42所述的方法，还包括进行所述NaCl的电解，以生成NaOH和NaOCl。

46.如权利要求42所述的方法，还包括进行所述KCl的电解，以生成KOH和KOCl。

47.如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少95％的二氧化硅。

48.如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少98％的二氧化硅。

49.如权利要求1至46中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离，并且洗涤所述固体以获得纯度为至少99％的二氧化硅。

50.如权利要求1至49中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与气态HCl反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

51.如权利要求1至49中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与干燥气态HCl反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

52.如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HCl具有至少85wt％的HCl浓度。

53.如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HCl具有至少90wt％的HCl浓度。

54.如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HCl具有约90wt％的HCl浓度。

55.如权利要求50或51所述的方法，其中所述气态HCl具有约90wt％至约95wt％的浓度。

56.如权利要求50至55中任一项所述的方法，其中在AlCl₃·6H₂O的所述结晶过程中，所述液体保持为约25wt％至约35wt％的HCl浓度。

57.如权利要求50至55中任一项所述的方法，其中在AlCl₃·6H₂O的所述结晶过程中，所述液体保持为约30wt％至约32wt％的HCl浓度。

58.如权利要求50至57中任一项所述的方法，其中所述HCl是由所述所产生的气态HCl获得的。

59.如权利要求1至58中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与在所述方法中回收的且浓度为至少30％的HCl反应，以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

60.权利要求50至59中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约45℃至约65℃的温度下进行的。

61.权利要求50至59中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约50℃至约60℃的温度下进行的。

62.如权利要求1至61中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过煅烧AlCl₃·6H₂O而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

63.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1200℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

64.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1250℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

65.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少900℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

66.如权利要求1至65中任一项所述的方法，其中所述方法包括将AlCl₃·6H₂O转化成α-Al₂O₃。

67.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少350℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

68.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约350℃至约500℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

69.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375℃至约450℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

70.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375℃至约425℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

71.如权利要求1至62中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约385℃至约400℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

72.如权利要求68至72中任一项所述的方法，其中所述方法包括将AlCl₃·6H₂O转化成β-Al₂O₃。

73.权利要求1至72中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

74.权利要求1至72中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过包括预热系统的两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

75.如权利要求74所述的方法，其中所述预热系统包括等离子体焰炬。

76.如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地预热进入煅烧反应器的空气。

77.如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽被喷射入煅烧反应器。

78.如权利要求75所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽作为流化床反应器中的流化介质。

79.如权利要求1至78中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括进行一步煅烧。

80.如权利要求1至79中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，所述煅烧包括蒸汽喷射。

81.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约200psig至约700psig的压力喷射。

82.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约300psig至约700psig的压力喷射。

83.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约400psig至约700psig的压力喷射。

84.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约550psig至约650psig的压力喷射。

85.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约575psig至约625psig的压力喷射。

86.如权利要求80所述的方法，其中蒸汽以约590psig至约610psig的压力喷射。

87.如权利要求80至86中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引起流化。

88.如权利要求80至86中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引起流化。

89.如权利要求80至88中任一项所述的方法，其中所述蒸汽是过热的。

90.如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化为AlCl₃，所述煅烧是通过燃烧化石燃料、一氧化碳、丙烷、天然气、炼厂气、煤，或氯化气体和/或溶剂来提供的。

91.如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成的Al₂O₃，所述煅烧是通过燃烧作为冶炼厂进气或减速器废气(reducer offgas)的气体混合物提供的。

92.如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成的Al₂O₃，所述煅烧是通过燃烧包含以下组分的气体混合物提供的：

CH₄：0至约1vol％；

C₂H₆：0至约2vol％；

C₃H₈：0至约2vol％；

C₄H₁₀：0至约1vol％；

N₂：0至约0.5vol％；

H₂：约0.25vol％至约15.1vol％；

CO：约70vol％至约82.5vol％；和

CO₂：约1.0vol％约3.5vol％。

93.如权利要求92所述的方法，其中所述混合物基本不存在O₂。

94.如权利要求1至89中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，所述煅烧是通过电加热、气体加热、微波加热提供的。

95.如权利要求1至94中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过流化床反应器进行煅烧。

96.如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括选自金属氯化物的金属催化剂。

97.如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl₃、FeCl₂或其混合物。

98.如权利要求95所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl₃。

99.如权利要求1至98中任一项所述的方法，其中所述方法是半连续方法。

100.如权利要求1至98中任一项所述的方法，其中所述方法是连续方法。

101.如权利要求1至100中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93％的Al₂O₃回收率。

102.如权利要求1至100中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约90％至约95％的Al₂O₃回收率。

103.如权利要求1至102中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98％的Fe₂O₃回收率。

104.如权利要求1至102中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98％至约99.5％的Fe₂O₃回收率。

105.如权利要求1至104中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96％的MgO回收率。

106.如权利要求1至104中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约96％至约98％的MgO回收率。

107.如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98％的HCl回收率。

108.如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99％的HCl回收率。

109.如权利要求1至106中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98％至约99.9％的HCl回收率。

110.如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约4barg至约10barg的压力下浸提所述赤泥。

111.如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约4barg至约8barg的压力下浸提所述赤泥。

112.如权利要求1至109中任一项所述的方法，其中在约5barg至约6barg的压力下浸提所述赤泥。

113.如权利要求1至112中任一项所述的方法，还包括在浸提所述赤泥之前，预浸提去除所述赤泥中任选包含的氟。

114.如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

115.如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步用HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

116.如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在氯化物的存在下进一步用HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

117.如权利要求1至113中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在低于85℃的温度下、在氯化物的存在下，进一步用浓度小于20wt％的HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

118.如权利要求115、116或117所述的方法，其中用HCl和所述氯化物处理所述固体以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固体部分，并且其中将所述液体部分与所述固体部分分离。

119.如权利要求118所述的方法，其中用HCl和氯化物处理所述固体以获得包含TiCl₄的液体部分。

120.如权利要求119所述的方法，其中所述方法还包括将TiCl₄转化为TiO₂。

121.如权利要求120所述的方法，其中通过溶剂提取所述第三液体馏分并随后从所述溶剂提取形成二氧化钛，从而将TiCl₄转化为TiO₂。

122.如权利要求120所述的方法，其中TiCl₄与水和/或碱反应，以导致TiO₂沉淀。

123.如权利要求120所述的方法，其中通过高温水解将TiCl₄转化成TiO₂，由此产生HCl。

124.如权利要求120所述的方法，其中通过高温水解将TiCl₄转化成TiO₂，由此产生再循环的HCl。

125.如权利要求116至124中任一项所述的方法，其中所述氯化物是MgCl₂。

126.如权利要求114所述的方法，其中所述固体包含TiO₂和SiO₂并且用Cl₂和碳处理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分离。

127.如权利要求126所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl₂和/或TiCl₄。

128.如权利要求126所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl₄。

129.如权利要求128所述的方法，还包括加热TiCl₄以将其转化成TiO₂。

130.如权利要求116至125及129中任一项所述的方法，其中通过等离子体焰炬纯化所获得的TiO₂。

131.如权利要求1至130中任一项所述的方法，其中所述方法有效避免产生赤泥。

132.如权利要求1至130中任一项所述的方法，其中将回收的HCl纯化和/或浓缩。

133.如权利要求132所述的方法，其中将回收的HCl通过膜蒸馏过程纯化。

134.如权利要求132所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且用H₂SO₄处理，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

135.如权利要求134所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并通过填充柱以与H₂SO₄逆流接触，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

136.如权利要求135所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇酯。

137.如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少50％。

138.如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少60％。

139.如权利要求132及134至136中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少70％。

140.如权利要求132所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且用CaCl₂处理，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

141.如权利要求140所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且通过填充有CaCl₂的柱，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

142.权利要求132至141中任一项所述的方法，其中气态HCl的浓度从处理前的低于共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的值。

143.用于制备铝的方法，所述方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含铝离子的浸提液以及固体，并将所述固体与所述浸提液分离；

使所述浸提液与HCl反应以获得液体和包含AlCl₃形式的所述铝离子的沉淀物，并将所述沉淀物与所述液体分离；

在有效将AlCl₃转化成Al₂O₃的条件下加热所述沉淀物，并且任选地回收所产生的气态HCl；并且

将所述Al₂O₃转化为铝。

144.如权利要求143所述的方法，其中使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

145.如权利要求143所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

146.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

147.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

148.如权利要求143所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约25wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

149.如权利要求143所述的方法，其中在约140℃至约165℃的温度下使用浓度为约4M至约8M的HCl浸提所述赤泥。

150.如权利要求143所述的方法，其中在约140℃至约165℃的温度和约60psig至约90psig的压力下使用浓度为约6M的HCl浸提所述赤泥。

151.如权利要求143所述的方法，其中使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

152.如权利要求143所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

153.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

154.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

155.如权利要求143所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约45wt％的HCl浸提所述赤泥。

156.如权利要求143所述的方法，其中在约125℃至约225℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

157.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

158.如权利要求143所述的方法，其中在约160℃至约175℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

159.如权利要求143所述的方法，其中在约185℃至约190℃的温度下使用浓度为约18wt％至约32wt％的HCl浸提所述赤泥。

160.如权利要求143至159中任一项所述的方法，其中所述方法还包括通过使所述所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

161.如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约26wt％至约42wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约125℃至约225℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

162.如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约28wt％至约40wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约150℃至约200℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

163.如权利要求160所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约30wt％至约38wt％的所述组合物，并且使所述组合物在约150℃至约200℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

164.如权利要求163所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约18wt％至约36wt％的所述组合物。

165.如权利要求163所述的方法，其中所述再循环的所产生的气态HCl与水接触以获得浓度为约25wt％至约36wt％的所述组合物。

166.如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约160℃至约180℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

167.如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约160℃至约175℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

168.如权利要求163所述的方法，其中使所述组合物在约165℃至约170℃的温度下与所述赤泥反应以将其浸提。

169.如权利要求1至168中任一项所述的方法，其中所述液体包含至少一种铁氯化物。

170.如权利要求169所述的方法，其中所述至少一种铁氯化物为FeCl₂、FeCl₃或其混合物。

171.如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解。

172.如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物，并且回收所述赤铁矿。

173.如权利要求169或170所述的方法，其中在约165℃至约170℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物。

174.如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体回收稀土元素和/或稀有金属。

175.如权利要求174所述的方法，其中在约155℃至约170℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物。

176.如权利要求174或175所述的方法，还包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有金属后，使所述液体与HCl反应以导致MgCl₂沉淀，并且将其回收。

177.如权利要求175或176所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO。

178.如权利要求176或177所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO，并且通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约25wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

179.如权利要求176或177所述的方法，还包括将MgCl₂煅烧成MgO，并且通过使所产生的气态HCl与水接触来再循环所述气态HCl以获得浓度为约18wt％至约45wt％的组合物，并且将所述组合物用于浸提所述赤泥。

180.如权利要求174至179中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收NaCl，使所述NaCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性地沉淀Na₂SO₄。

181.如权利要求174至180中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收KCl，使所述KCl与H₂SO₄反应，并且基本选择性地沉淀K₂SO₄。

182.如权利要求174至180中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收NaCl，进行电解以生成NaOH和NaOCl。

183.如权利要求174至179及182中任一项所述的方法，还包括在稀土元素和/或稀有金属回收的下游，从所述液体回收KCl，使所述KCl反应，进行电解以生成KOH和KOCl。

184.如权利要求169或170所述的方法，其中所述液体被浓缩成所述至少一种铁氯化物浓度为至少30wt％的浓缩液；然后在约155℃至约350℃的温度下水解所述至少一种铁氯化物，同时将氯化铁浓度维持在至少65wt％的水平，以生成包含液体和沉淀的赤铁矿的组合物；回收所述赤铁矿；并且从所述液体提取NaCl和/或KCl。

185.如权利要求184所述的方法，还包括使所述NaCl与H₂SO₄反应以基本选择性地沉淀Na₂SO₄。

186.如权利要求184所述的方法，还包括使所述KCl与H₂SO₄反应以基本选择性地沉淀K₂SO₄。

187.如权利要求184所述的方法，还包括进行所述NaCl的电解，以生成NaOH和NaOCl。

188.如权利要求183所述的方法，还包括进行所述KCl的电解，以生成KOH和KOCl。

189.如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少95％的二氧化硅。

190.如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少98％的二氧化硅。

191.如权利要求143至188中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述固体与所述浸提液分离并且洗涤所述固体，从而获得纯度为至少99％的二氧化硅。

192.如权利要求143至191中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与气态HCl反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

193.如权利要求143至191中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与干燥气态HCl反应以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

194.如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HCl具有至少85wt％的HCl浓度。

195.如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HCl具有至少90wt％的HCl浓度。

196.如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HCl具有约90wt％的HCl浓度。

197.如权利要求192或193所述的方法，其中所述气态HCl具有约90wt％至约95wt％的浓度。

198.如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中在AlCl₃·6H₂O的所述结晶过程中，所述液体保持为约25wt％至约35wt％的HCl浓度。

199.如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中在AlCl₃·6H₂O的所述结晶过程中，所述液体保持为约30wt％至约32wt％的HCl浓度。

200.如权利要求192至197中任一项所述的方法，其中所述HCl是由所述所产生的气态HCl获得的。

201.如权利要求143至200中任一项所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液与在所述方法中回收的且浓度为至少30％的HCl反应，以获得所述液体和包含所述铝离子的所述沉淀物，所述沉淀物通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

202.权利要求192至201中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约45℃至约65℃的温度下进行的。

203.权利要求192至201中任一项所述的方法，其中所述结晶是在约50℃至约60℃的温度下进行的。

204.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

205.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1200℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

206.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少1250℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

207.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少900℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

208.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括将AlCl₃·6H₂O转化成α-Al₂O₃。

209.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在至少350℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

210.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约350℃至约500℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

211.如权利要求190至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375℃至约450℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

212.如权利要求143至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约375℃至约425℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

213.如权利要求190至203中任一项所述的方法，其中所述方法包括在约385℃至约400℃的温度下加热所述沉淀物以将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃。

214.如权利要求209至213中任一项所述的方法，其中所述方法包括将AlCl₃·6H₂O转化成β-Al₂O₃。

215.权利要求143至214中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

216.权利要求143至215中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过包括预热系统的两阶段循环流化床反应器进行煅烧。

217.如权利要求216所述的方法，其中所述预热系统包括等离子体焰炬。

218.如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地预热进入煅烧反应器的空气。

219.如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽被喷射入煅烧反应器。

220.如权利要求216所述的方法，其中所述等离子体焰炬有效地产生蒸汽，所述蒸汽作为流化床反应器中的流化介质。

221.如权利要求143至220中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括进行一步煅烧。

222.如权利要求143至221中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，所述煅烧包括蒸汽喷射。

223.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约200psig至约700psig的压力喷射。

224.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约300psig至约700psig的压力喷射。

225.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约400psig至约700psig的压力喷射。

226.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约550psig至约650psig的压力喷射。

227.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约575psig至约625psig的压力喷射。

228.如权利要求222所述的方法，其中蒸汽以约590psig至约610psig的压力喷射。

229.如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引起流化。

230.如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中喷射蒸汽并且等离子体焰炬用于引起流化。

231.如权利要求222至228中任一项所述的方法，其中所述蒸汽是过热的。

232.如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化为AlCl₃，所述煅烧是通过燃烧化石燃料、一氧化碳、丙烷、天然气、炼厂气、煤，或氯化气体和/或溶剂来提供的。

233.如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成的Al₂O₃，所述煅烧是通过燃烧作为冶炼厂进气或减速器废气的气体混合物提供的。

234.如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成的Al₂O₃，所述煅烧是通过燃烧包含以下组分的气体混合物提供的：

CH₄：0至约1vol％；

C₂H₆：0至约2vol％；

C₃H₈：0至约2vol％；

C₄H₁₀：0至约1vol％；

N₂：0至约0.5vol％；

H₂：约0.25vol％至约15.1vol％；

CO：约70vol％至约82.5vol％；和

CO₂：约1.0vol％约3.5vol％。

235.如权利要求234所述的方法，其中所述混合物基本不存在O₂。

236.如权利要求143至231中任一项所述的方法，其中所述方法包括通过对AlCl₃·6H₂O进行煅烧而将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃，所述煅烧是通过电加热、气体加热、微波加热提供的。

237.如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中将AlCl₃·6H₂O转化成Al₂O₃包括通过流化床反应器进行煅烧。

238.如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括选自金属氯化物的金属催化剂。

239.如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl₃、FeCl₂或其混合物。

240.如权利要求237所述的方法，其中所述流化床反应器包括FeCl₃。

241.如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中所述方法是半连续方法。

242.如权利要求143至236中任一项所述的方法，其中所述方法是连续方法。

243.如权利要求143至242中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93％的Al₂O₃回收率。

244.如权利要求143至242中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约90％至约95％的Al₂O₃回收率。

245.如权利要求143至244中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98％的Fe₂O₃回收率。

246.如权利要求143至244中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98％至约99.5％的Fe₂O₃回收率。

247.如权利要求143至246中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96％的MgO回收率。

248.如权利要求143至246中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约96％至约98％的MgO回收率。

249.如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98％的HCl回收率。

250.如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99％的HCl回收率。

251.如权利要求143至248中任一项所述的方法，其中所述方法有效地提供约98％至约99.9％的HCl回收率。

252.如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约4barg至约10barg的压力下浸提所述赤泥。

253.如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约4barg至约8barg的压力下浸提所述赤泥。

254.如权利要求143至251中任一项所述的方法，其中在约5barg至约6barg的压力下浸提所述赤泥。

255.如权利要求143至254中任一项所述的方法，还包括在浸提所述赤泥之前，预浸提去除所述赤泥中任选包含的氟。

256.如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

257.如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且进一步用HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

258.如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在氯化物的存在下进一步用HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

259.如权利要求143至255中任一项所述的方法，包括用HCl浸提所述赤泥以获得包含铝离子的所述浸提液和所述固体，将所述固体与所述浸提液分离；并且在低于85℃的温度下、在氯化物的存在下，进一步用浓度小于20wt％的HCl处理所述固体以将其中包含的Si和Ti分离。

260.如权利要求257、258或259所述的方法，其中用HCl和所述氯化物处理所述固体以获得包含Ti的液体部分和包含Si的固体部分，并且其中将所述液体部分与所述固体部分分离。

261.如权利要求260所述的方法，其中用HCl和氯化物处理所述固体以获得包含TiCl₄的液体部分。

262.如权利要求261所述的方法，所述方法还包括将TiCl₄转化为TiO₂。

263.如权利要求262所述的方法，其中通过溶剂提取所述第三液体馏分并随后从所述溶剂提取形成二氧化钛，从而将TiCl₄转化为TiO₂。

264.如权利要求262所述的方法，其中TiCl₄与水和/或碱反应，以导致TiO₂沉淀。

265.如权利要求262所述的方法，其中通过高温水解将TiCl₄转化成TiO₂，由此产生HCl。

266.如权利要求262所述的方法，其中通过高温水解将TiCl₄转化成TiO₂，由此产生再循环的HCl。

267.如权利要求258至266中任一项所述的方法，其中所述氯化物是MgCl₂。

268.如权利要求256所述的方法，其中所述固体包含TiO₂和SiO₂并且用Cl₂和碳处理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分离。

269.如权利要求268所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl₂和/或TiCl₄。

270.如权利要求268所述的方法，其中所述液体部分包含TiCl₄。

271.如权利要求270所述的方法，还包括加热TiCl₄以将其转化成TiO₂。

272.如权利要求258至267及271中任一项所述的方法，其中通过等离子体焰炬纯化所获得的TiO₂。

273.如权利要求143至272中任一项所述的方法，其中所述方法有效避免产生赤泥。

274.如权利要求143至272中任一项所述的方法，其中将回收的HCl纯化和/或浓缩。

275.如权利要求274所述的方法，其中将回收的HCl通过膜蒸馏过程纯化。

276.如权利要求274所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且用H₂SO₄处理，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

277.如权利要求276所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并通过填充柱以与H₂SO₄逆流接触，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

278.如权利要求277所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚对苯二甲酸丙二醇酯。

279.如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少50％。

280.如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少60％。

281.如权利要求274至278中任一项所述的方法，其中所述气态HCl的浓度增加至少70％。

282.如权利要求274所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且用CaCl₂处理，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

283.如权利要求274所述的方法，其中回收的HCl是气态HCl，并且通过填充有CaCl₂的柱，从而降低在所述气态HCl中存在的水量。

284.权利要求274至283中任一项所述的方法，其中气态HCl的浓度从处理前的低于共沸点的值增加至处理后的高于共沸点的值。

285.权利要求143至284中任一项所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过Hall-Héroult法进行的。

286.权利要求143至284中任一项所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过使用还原环境和碳在低于200℃的温度下进行的。

287.权利要求143至286中任一项所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过Wohler法进行的。

288.权利要求143至286中任一项所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过将Al₂O₃转化为Al₂S₃并随后将Al₂S₃转化为铝进行的。

289.用于处理赤泥的方法，所述方法包括：

用HCl浸提包含第一金属的所述赤泥以获得包含所述第一金属的离子的浸提液以及固体，并且将所述固体与所述浸提液分离；

使所述浸提液与HCl反应以获得液体和包含第一金属的氯化物的沉淀物，并且将所述沉淀物与所述液体分离；并且

在有效将所述第一金属的氯化物转化成所述第一金属的氧化物的条件下加热所述沉淀物。

290.如权利要求289所述的方法，其中所述液体包含第二金属。

291.如权利要求290所述的方法，其中所述第二金属选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀、钛及其混合物和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

292.如权利要求290所述的方法，其中所述第二金属是铁。

293.如权利要求289至292中任一项所述的方法，其中所述方法包括将所述沉淀与所述液体分离，并加热所述第二金属以将所述第二金属的氯化物转化为所述第二金属的氧化物。

294.如权利要求289至293中任一项所述的方法，其中所述方法包括：

将所述固体与所述浸提液分离；

用酸浸提所述固体以获得另一浸提液；并且

从所述另一浸提液回收第三金属。

295.如权利要求294所述的方法，其中所述第三金属选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

296.如权利要求294所述的方法，其中所述第三金属是钛。

297.如权利要求289至296中任一项所述的方法，其中所述第一金属选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属。

298.用于处理赤泥的方法，其包括：

用酸浸提赤泥以获得浸提液和固体残留物，并且将所述浸提液与所述固体残留物分离；

通过使所述浸提液与碱反应而在大于10的pH下基本选择性沉淀铁离子并且从所述浸提液至少部分地去除沉淀的铁离子，从而从所述浸提液至少部分地去除所述铁离子，由此获得包含Al³⁺离子的富Al组合物；

任选地纯化所述Al³⁺离子；并且

将所述Al³⁺离子转化为氧化铝。

299.如权利要求298所述的方法，其中所述酸为HCl。

300.如权利要求298或299所述的方法，其中所述方法包括以Al(OH)₃形式沉淀所述Al³⁺离子。

301.如权利要求300所述的方法，其中以Al(OH)₃形式沉淀所述Al³⁺是在约7至约10的pH下进行的。

302.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9至约10。

303.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9.2至约9.8。

304.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9.3至约9.7。

305.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约9.5。

306.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约7.5至约8.5。

307.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约7.8至约8.2。

308.如权利要求301所述的方法，其中所述pH值为约8。

309.如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在大于11的pH下沉淀所述铁离子。

310.如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在大于12的pH下沉淀所述铁离子。

311.如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在10至11的pH下沉淀所述铁离子。

312.如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在约11.5至约12.5的pH下沉淀所述铁离子。

313.如权利要求298至308中任一项所述的方法，其中在约11.8至约12.0的pH下沉淀所述铁离子。

314.如权利要求298至313中任一项所述的方法，其中纯化所述Al³⁺离子。

315.如权利要求314所述的方法，其中所述方法包括以AlCl₃形式沉淀Al³⁺离子，从而纯化所述Al³⁺离子。

316.如权利要求315所述的方法，其中通过以AlCl₃·6H₂O形式结晶所述AlCl₃进行沉淀所述AlCl₃。

317.如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括将AlCl₃转化为Al₂O₃。

318.如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括在惰性气体气氛下将AlCl₃转化为Al₂O₃。

319.如权利要求298至316中任一项所述的方法，其中所述方法包括在氮气气氛下将AlCl₃转化为Al₂O₃。

320.用于制备铝的方法，其包括：

获得由权利要求1至142及298至319中任一项所述的方法制备的氧化铝；并且

在有效地将所述氧化铝转化成铝的条件下处理所述氧化铝。

321.如权利要求320所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过Hall-Héroult法进行的。

322.如权利要求320所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过使用还原环境和碳在低于200℃的温度下进行的。

323.如权利要求320所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过Wohler法进行的。

324.如权利要求320所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过将Al₂O₃转化为Al₂S₃并随后将Al₂S₃转化为铝进行的。

325.如权利要求320所述的方法，其中Al₂O₃向铝的所述转化是通过将Al₂O₃转化为Al₂S₃并随后将Al₂S₃转化为铝进行的。

326.用于制备钛氯化物的方法，所述方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将所述固体与所述第一浸提液分离；

从所述浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；并且

任选地在氯化物存在下用HCl浸提所述固体，从而获得包含钛氯化物的第二浸提液。

327.如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物选自碱金属氯化物和碱土金属氯化物。

328.如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化钙或氯化镁。

329.如权利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化镁。

330.用于制备钛氯化物的方法，所述方法包括：

用HCl浸提赤泥以获得包含来自至少一种金属的离子的第一浸提液以及固体，并且将所述固体与所述浸提液分离；

从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；并且

使所述固体与Cl₂和碳源反应，从而获得包含所述钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且将所述液体部分与所述固体部分分离。

331.如权利要求330所述的方法，其中所述固体包含TiO₂和SiO₂并且用Cl₂和碳处理所述固体以获得液体部分和固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分离。

332.如权利要求326至331中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属包括选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属的第一金属。

333.如权利要求332所述的方法，其中所述第一金属是铝。

334.如权利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与气态HCl反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

335.如权利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与干燥气态HCl反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

336.如权利要求326至335中任一项所述的方法，其中所述第一浸提液包含Al离子和/或F_e离子。

337.如权利要求334、335或336所述的方法，其中以AlCl₃形式从所述第一浸提液基本选择性沉淀所述Al离子。

338.如权利要求336所述的方法，其中通过经水解将所述Fe离子转化为Fe₂O₃而选择性提取所述Fe离子。

339.用于制备钛氧化物的方法，所述方法包括：

从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；

任选地在氯化物存在下用HCl浸提所述固体，从而获得包含钛氯化物的第二浸提液；并且

将所述钛氯化物转化为钛氧化物。

340.如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物选自碱金属氯化物和碱土金属氯化物。

341.如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化钙或氯化镁。

342.如权利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化镁。

343.用于制备钛氧化物的方法，所述方法包括：

从所述第一浸提液至少基本分离所述至少一种金属的离子；

任选地在氯化物存在下用HCl浸提所述固体以获得包含钛氯化物的第二浸提液；或者使所述固体与Cl₂和碳源反应以获得包含所述钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且将所述液体部分与所述固体部分分离；

并且

将所述钛氯化物转化为钛氧化物。

344.如权利要求343所述的方法，其中所述固体包含TiO₂和SiO₂，并且用Cl₂和碳处理所述固体以获得包括钛氯化物的液体部分以及固体部分，并且其中使所述固体部分和所述液体部分彼此分离。

345.如权利要求343或344所述的方法，包括加热钛氯化物以将其转化成TiO₂。

346.如权利要求343至345中任一项所述的方法，其中所获得的TiO₂通过等离子体焰炬而加热并纯化。

347.如权利要求339至346中任一项所述的方法，其中所述至少一种金属包括选自铝、铁、锌、铜、金、银、钼、钴、镁、锂、锰、镍、钯、铂、钍、磷、铀和钛和/或至少一种稀土元素和/或至少一种稀有金属的第一金属。

348.如权利要求347所述的方法，其中所述第一金属是铝。

349.如权利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与气态HCl反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

350.如权利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液与干燥气态HCl反应以获得所述液体和包含铝离子的所述沉淀物，所述沉淀通过结晶AlCl₃·6H₂O而形成。

351.如权利要求339至348中任一项所述的方法，其中所述第一浸提液包含Al离子和/或Fe离子。

352.如权利要求349、350或351所述的方法，其中以AlCl₃形式从所述第一浸提液基本选择性沉淀所述Al离子。

353.如权利要求351所述的方法，其中通过经水解将所述Fe离子转化为Fe₂O₃而选择性提取所述Fe离子。

354.如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中使钛氯化物与水和/或碱反应以导致钛氧化物沉淀。

355.如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过高温水解而转化成钛氧化物，由此产生HCl。

356.如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过高温水解而转化成钛氧化物，由此产生再循环的HCl。

357.如权利要求339至353中任一项所述的方法，其中钛氯化物通过等离子体焰炬而转化成钛氧化物。