CN110093514A - 一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法 - Google Patents

一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,用酸溶液处理浸出高铁铝土矿,通过分步氧化、还原、沉淀技术实现铁、铝的分离,浸出液循环浸出,浸出成本低,浸出矿渣作为尾矿或制备其他材料的原材料。通过该方法能够使高铁铝土矿中的有用成分达到逐步沉淀回收利用的效果,该方法适用于各种铝土矿资源,尤其适用于难处理高铁低品位铝土矿的综合利用。

Description

一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法
技术领域
本发明涉及一种高铁铝土矿综合利用的方法,具体涉及一种高铁铝土矿中铁铝分离的方法。
背景技术
我国高铁铝土矿储量丰富,根据勘查资料分析,高铁铝土矿储量达到10亿吨以上。仅桂中地区已探获的高铁三水铝土矿石资源量达到了4亿吨左右。鉴于我国铝土矿、铁矿资源的开发利用以及铝土矿、铁矿资源不能满足我国工业生产要求的现状,高铁铝土矿的开发综合利用对于拓宽我国可用资源范围,缓解我国铁、铝矿石资源紧张的局面都具有重要意义。
高铁铝土矿中的氧化铝和氧化铁为主要可利用的组分,但其含量均达不到工业应用的品位要求,因而难于直接采用传统的氧化铝工艺来生产氧化铝。针对这种类型的铝土矿资源,目前研究最多的是采用烧结法处理,但在高温烧结过程中,同样会存在铝铁分离困难的问题,而且该工艺较为复杂,生产成本较高。试验研究证明选择性脱泥、高梯度磁选、浮选、选择性絮凝分离等技术在高铁铝土矿的处理上也不能达到很好的处理效果。
酸法处理使铝土矿中的铁和铝溶于酸溶液中,是针对无法利用物理方法分离的铁铝共生矿物的特有途径,但是由于铁、铝元素在溶液中的特有性质,溶液中铁铝的分离成为其综合利用的难点。本发明的一种高铁铝土矿铁铝分离综合处理的方法利用酸溶液将铝土矿中的铁、铝同时浸出至溶液中,通过分步氧化、还原、沉淀技术实现铁、铝的分离,浸出液循环浸出,浸出成本低,浸出矿渣作为尾矿或制备其他材料的原材料。此发明对铁铝共同体矿物的化学浸出铁铝分离提出一种新的解决方案,可以实现高铁铝土矿中铝、铁的分离和综合利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有高铁铝土矿尤其是铁铝共同体矿物分离难,难以利用的状况,提供一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,实现高铁铝土矿中铝、铁的分离和综合利用。
本发明的一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,其特征在于,包括步骤:
破碎磨矿:将所述高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加酸溶液浸出,浸出酸浓度为1mol/L~6mol/L,浸出固液比1:20~3:10,浸出温度50~100℃,浸出时间30min~360min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用氢氧化钠或碳酸钠调节pH值至1.5~2.0,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至2.5~3.0,然后在浸出液中滴加氧化剂,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀,过滤所得到的的溶液为含铝溶液,当所述过滤溶液中铝离子浓度大于5g/L时,采用浓缩结晶析出铝化合物,当所述过滤溶液中铝离子浓度小于5g/L时,过滤液返回循环浸出高铁铝土矿;
其他元素回收:所述过滤溶液中镓等有价元素浓度大于1g/L时,采用萃取或离子色谱方法分离镓。
进一步地,所述的浸出酸为硫酸、盐酸或草酸。
进一步地,所述还原剂为硫化钠、亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
进一步地,所述的氧化剂为双氧水、氧气或空气。
本发明的有益效果:利用酸溶液将铝土矿中的铁、铝同时浸出至溶液中,通过分步氧化、还原、沉淀技术实现铁、铝的分离,浸出液循环浸出,浸出成本低,浸出矿渣作为尾矿或制备其他材料的原材料。此发明对铁铝共同体矿物的化学浸出铁铝分离提出一种新的解决方案,可以实现高铁铝土矿中铝、铁的分离和综合利用。
附图说明
图1是高铁铝土矿铁铝分离综合处理的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
破碎磨矿:将高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加硫酸溶液浸出,硫酸浓度为1mol/L,浸出固液比1:20,浸出温度100℃,浸出时间120min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用氢氧化钠调节pH值至1.5,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂硫化钠,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至2.5,然后在浸出液中滴加氧化剂双氧水,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀,烘干后得到铁沉淀铁回收率82%,过滤所得到的溶液为含铝溶液,采用浓缩结晶析出硫酸铝化合物,烘干后得到铝化合物的铝回收率为90%。
实施例2
破碎磨矿:将高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加盐酸溶液浸出,盐酸酸浓度为6mol/L,浸出固液比3:10,浸出温度50℃,浸出时间30min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用碳酸钠调节pH值至2.0,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂亚硫酸钠,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至3.0,然后在浸出液中充入氧化剂氧气,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀,烘干后得到铁沉淀铁回收率90%,过滤所得到的溶液为含铝溶液,采用浓缩结晶析出氯化铝化合物,烘干后得到铝化合物的铝回收率为94%。
实施例3
破碎磨矿:将所述高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加草酸溶液浸出,草酸浓度为2mol/L,浸出固液比1:10,浸出温度75℃,浸出时间360min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用氢氧化钠调节pH值至1.8,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂硫代硫酸钠,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至3.0,然后在浸出液充入空气,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀,烘干后得到铁沉淀铁回收率90%,过滤所得到的溶液为含铝溶液,采用浓缩结晶析出草酸铝化合物,烘干后得到铝化合物的铝回收率为92.5%。
实施例4
破碎磨矿:将所述高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加硫酸溶液浸出,硫酸浓度为2mol/L,浸出固液比1:10,浸出温度80℃,浸出时间240min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用氢氧化钠调节pH值至2.0,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂硫化钠,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至2.5,然后在加双氧水氧化,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀,烘干后得到铁沉淀铁回收率92%,过滤液结晶得到硫酸铝结晶,铝回收率97%。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各块技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,其特征在于,包括步骤:
破碎磨矿:将所述高铁铝土矿破碎磨矿至-0.15mm大于40%;
酸浸:将破碎磨矿后符合粒径的高铁铝土矿加酸溶液浸出,浸出酸浓度为1mol/L~6mol/L,浸出固液比1:20~3:10,浸出温度50~100℃,浸出时间30min~360min;
固液分离:将所述酸浸出后混合矿浆过滤分离,得到酸浸出液和固体渣,所述固体渣经洗涤至中性后,为尾矿渣排放,酸浸出液和固体渣洗涤液混合得到浸出液;
铁铝分离:将所述浸出液用氢氧化钠或碳酸钠调节pH值至1.5~2.0,在调节pH值后的浸出液中加入还原剂,使浸出液中铁离子全部还原为二价铁离子,继续调节pH值至2.5~3.0,然后在浸出液中滴加氧化剂,使铁沉淀析出,经过滤得到铁沉淀;过滤所得到的溶液为含铝溶液,当所述过滤溶液中铝离子浓度大于5g/L时,采用浓缩结晶析出铝化合物,当所述过滤溶液中铝离子浓度小于5g/L时,过滤液返回循环浸出高铁铝土矿;
其他元素回收:所述过滤溶液中镓等有价元素浓度大于1g/L时,采用萃取或离子色谱方法分离镓。
2.根据权利要求1所述的一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,其特征在于,所述的浸出酸为硫酸、盐酸或草酸。
3.根据权利要求1或2所述的一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,其特征在于,所述还原剂为硫化钠、亚硫酸钠或硫代硫酸钠。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种高铁铝土矿铁铝分离综合利用的方法,其特征在于,所述的氧化剂为双氧水、氧气或空气。
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