CN110040752A - 一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法 - Google Patents

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吴复忠
郑晓倩
任文杰
刘虹伶
李涛
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    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process

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Abstract

本发明公开了一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：1）将高钛铝土矿研磨成粉；2）向高钛铝土矿粉中加入8‑12wt%的石灰，同时加入苛性比为35‑38、苛碱浓度为330‑380g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7‑8:10的原浆；3）将原浆在2‑4MPa、270‑280℃的环境下溶出8‑15min；4）将溶出后的浆料进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；6）将所得氢氧化铝进行煅烧后得氧化铝。本发明具有铝溶出率高的特点，此外，还具有成本较低的特点。

Description

一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法
技术领域
本发明涉及一种铝土矿制备氧化铝的方法，特别是一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法。
背景技术
铝土矿（Bauxite）实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。
现目前铝土矿制备氧化铝最普遍、最经济且效率最高的方法是拜耳法，其氧化铝的溶出率可高达95%以上。但是，拜耳法对于铝土矿的品位具有严格的要求，现目前拜耳法通常处理的是钛矿物含量在2-4%左右的高品位铝土矿，由于钛矿物含量少，对于铝的溶出过程影响不大，因此具有较高的铝溶出率。但随着铝土矿消耗量的不断积累，高品位铝土矿的存量越来越少，剩下的多数是钛矿物含量大于5%的铝土矿，我们称之为高钛铝土矿。由于高钛铝土矿中钛含量较高，在铝溶出过程中会极大的阻碍其溶出，因此，大大降低了拜耳法处理高钛铝土矿时铝的溶出率，尤其是当钛矿物含量高于7%时，铝的溶出率还不到80%，因此，现目前对于高钛铝土矿处理非常困难，导致其利用率非常低。
但是，随着高品位铝土矿的存量越来越少，而社会发展对于铝的需求并不会减少，因此，如何有效开发并利用低品位的高钛铝土矿，提高其中铝的溶出率已经迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于，一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法。本发明具有铝溶出率高的特点，此外，还具有成本较低的特点。
本发明的技术方案：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将高钛铝土矿研磨成粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入8-12wt%的石灰，同时加入苛性比为35-38、苛碱浓度为330-380g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7-8:10的原浆；
3）将原浆在2-4MPa、270-280℃的环境下溶出8-15min；
4）将溶出后的浆料进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝进行煅烧后得氧化铝。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，步骤1）中，所述高钛铝土矿研磨成200-300目的粉。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，所述高钛铝土矿研磨成250目的粉。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，所述步骤2）中，高钛铝土矿粉中加入的石灰为10wt%。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，所述步骤2）中，循环苛性碱液的苛性比为37，苛碱浓度为350g/L，原浆中Na2O：Al2O3的摩尔比为7:10。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，所述步骤3）中，原浆是在3MPa、275℃的环境下溶出12min。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，步骤4）所述的过滤、洗涤、分离、脱硅、蒸发和浓缩工艺均为现有常规工艺。
前述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，步骤6）所述的氢氧化铝是在950-1050℃煅烧20-100min后得冶金级氧化铝。
本发明的有益效果
1、本发明通过提高苛性碱浓度，并提高溶出温度和增加压力，降低了高钛铝土矿中钛对于铝溶出的干扰，从而提高了铝的溶出，溶出率高达95%以上。
2、本发明与现有的高压水化法相比，温度和苛性碱浓度更低，大大降低了铝的溶出成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将钛矿物含量为5%的高钛铝土矿研磨成200目的粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入8wt%的石灰，同时加入苛性比为35、苛碱浓度为330g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7:10的原浆；
3）将原浆在2MPa、270℃的环境下溶出8min；
4）将溶出后的浆料按常规工艺进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝在950℃煅烧100min后得冶金级氧化铝。
上述实施例铝的溶出率约为96.5%。
实施例2：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将钛矿物含量为5.5%的高钛铝土矿研磨成230目的粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入9wt%的石灰，同时加入苛性比为36、苛碱浓度为340g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7:10的原浆；
3）将原浆在2MPa、272℃的环境下溶出10min；
4）将溶出后的浆料按常规工艺进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝在980℃煅烧40min后得冶金级氧化铝。
上述实施例铝的溶出率约为96.1%。
实施例3：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将钛矿物含量为6%的高钛铝土矿研磨成250目的粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入10wt%的石灰，同时加入苛性比为37、苛碱浓度为350g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7:10的原浆；
3）将原浆在3MPa、275℃的环境下溶出12min；
4）将溶出后的浆料按常规工艺进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝在1000℃煅烧50min后得冶金级氧化铝。
上述实施例铝的溶出率约为95.2%。
实施例4：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将钛矿物含量为6.5%的高钛铝土矿研磨成280目的粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入11wt%的石灰，同时加入苛性比为37、苛碱浓度为370g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=8:10的原浆；
3）将原浆在4MPa、278℃的环境下溶出13min；
4）将溶出后的浆料按常规工艺进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝在102℃煅烧80min后得冶金级氧化铝。
上述实施例铝的溶出率约为95.8%。
实施例5：一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，包括如下步骤：
1）将钛矿物含量为7%的高钛铝土矿研磨成300目的粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入12wt%的石灰，同时加入苛性比为38、苛碱浓度为380g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=8:10的原浆；
3）将原浆在4MPa、280℃的环境下溶出15min；
4）将溶出后的浆料按常规工艺进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝在1050℃煅烧100min后得冶金级氧化铝。
上述实施例铝的溶出率约为96.4%。

Claims (8)

1.一种提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将高钛铝土矿研磨成粉；
2）向高钛铝土矿粉中加入8-12wt%的石灰，同时加入苛性比为35-38、苛碱浓度为330-380g/L的循环苛性碱液，配制成摩尔比Na2O：Al2O3=7-8:10的原浆；
3）将原浆在2-4MPa、270-280℃的环境下溶出8-15min；
4）将溶出后的浆料进行过滤、洗涤、分离后得滤液和滤渣，滤液经脱硅后进行蒸发、浓缩析出水合铝酸钠晶体；
5）将水合铝酸钠晶体溶于水，然后经种分分解得到氢氧化铝；
6）将所得氢氧化铝进行煅烧后得氧化铝。
2.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：步骤1）中，所述高钛铝土矿研磨成200-300目的粉。
3.根据权利要求2所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：所述高钛铝土矿研磨成250目的粉。
4.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：所述步骤2）中，高钛铝土矿粉中加入的石灰为10wt%。
5.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：所述步骤2）中，循环苛性碱液的苛性比为37，苛碱浓度为350g/L，原浆中Na2O：Al2O3的摩尔比为7:10。
6.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：所述步骤3）中，原浆是在3MPa、275℃的环境下溶出12min。
7.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：步骤4）所述的过滤、洗涤、分离、脱硅、蒸发和浓缩工艺均为现有常规工艺。
8.根据权利要求1所述的提高高钛铝土矿中氧化铝溶出率的方法，其特征在于：步骤6）所述的氢氧化铝是在950-1050℃煅烧20-100min后得冶金级氧化铝。
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