CN116354372A - 一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，该方法利用高铁三水铝石矿中氧化铝易溶出的特点，通过氢氧化钠对高铁三水铝石矿进行活化，随后在常压、低温、搅拌条件下溶出氧化铝，以实现矿物中铁和铝的分离。此方法在较温和的条件下进行，通过合理控制反应条件，可以抑制矿物中氧化铝溶出过程中的脱硅反应，提高氧化铝的溶出率。该方法是一项工艺简单、操作方便、能耗低的分离技术，适用于高铁三水铝石型铝土矿中铁和铝的分离。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝冶金领域，具体地说，涉及一种高铁三水铝石型铝土矿中铁和铝的分离技术。
背景技术
铝和铁是国家经济建设中不可或缺的原材料，而高铁铝土矿是生产此类原材料的重要矿物，三水铝石型铝土矿的主要成份是三水铝石、针铁矿、赤铁矿，具有赤铁矿成份较高，三水铝石含量低的特点。我国高铁铝土矿资源丰富，但因该矿物结构复杂，铝和铁的品位均达不到工业冶炼的要求，是公认的难分离矿物之一，因此该矿物很难得到高效利用，最主要的困难就是矿物中铁和铝的分离。目前，普遍采用的分离方法为“先选后冶”、“先铝后铁”、“先铁后铝”等技术方案，“先选后冶”是通过选矿的方法，例如浮选法和磁选法，富集分离铁和铝矿物并去除部分脉石矿物，然后再从分离出来的精矿中提取铝和铁，此方案可以较好地实现结构简单的高铁铝土矿的铁铝分离。“先铝后铁”主要通过碱法，即拜耳法提取氧化铝，再从溶出残渣中回收铁。“先铁后铝”是通过火法冶金熔炼出生铁，实现铁铝分离，再从残渣中提取氧化铝。这其中，碱法可以很好地溶出三水铝石型铝土矿中的氧化铝，易于实现铁铝分离，该方法因流程简单、操作方便、具有很高的经济效益，因此备受关注。
现有对于高铁铝土矿铁铝分离的方法，如中国专利CN 110093514A采用酸溶液浸出高铁铝土矿中的铁和铝，随后再通过分步氧化、还原、沉淀等方法，以此来实现浸出液中铁和铝的分离，该方法虽然可以从酸浸液中逐步回收有用组分，但工艺复杂，并且需要对酸浸液的pH进行调控，不易操作。中国专利CN 110760637A对高铁铝土矿先采用高温还原、磁选的方式获得铁精矿，磁选尾矿与硫酸铵混合焙烧，再进行溶出操作，以提取尾矿中的铝，该方法需要在高温条件下进行较长时间的焙烧，能耗较高，且目前通过碱法溶出氧化铝的方法，也存在着溶出温度高、时间长的缺点，无法很好的克服含硅矿物溶出所造成的氧化铝损失。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术的不足，提供一种使用氢氧化钠在常压下溶出高铁三水铝石矿中氧化铝的方法，以实现高铁三水铝石矿中铁和铝的分离。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥10-14 h，经粉磨后过筛；
(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为100~160 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱溶温度为70~100 ℃，在250~450 r/min的转速条件下，溶出20~40 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，由此实现矿物中铁和铝的分离。
作为优选的，在上述高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法中，所述氢氧化钠浓度为140 g/L。
作为优选的，在上述高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法中，所述碱液温度为90℃。
作为优选的，在上述高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法中，所述碱溶时的搅拌转速为350 r/min。
本发明与现有的高铁铝土矿铁铝分离方法相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的氧化铝溶出操作有利于氧化铝的高溶出率，进而将氧化铝从高铁铝土矿中分离，能耗低、氧化铝溶出时间短；
(2)本发明采用对铝土矿活化后进行常压溶出，可以使得氧化铝在较短时间快速溶出，使得二氧化硅的反应速率与氧化铝具有明显差异，因而在一定程度上抑制矿物中二氧化硅的溶出，故可以减少因二氧化硅溶出而造成的氧化铝损失，不仅实现矿物中铁和铝的分离，还可以使得矿物中的氧化铝得到有效利用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例的范围，实施例1-4所选取的高铁三水铝石矿Al2O3含量为32.18%，SiO2含量为6.20%，Fe2O3含量为38.45%，其余为杂质。
实施例1：
一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥12 h，经粉磨后过80目筛；
(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为140 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱液温度为90 ℃，在350 r/min的转速条件下，溶出30 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，从而实现矿物中94.17%的氧化铝的分离。
实施例2：
一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥10 h，经粉磨后过80目筛；
(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为100 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱液温度为70 ℃，在250 r/min的转速条件下，溶出20 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，从而实现矿物中77.36%的氧化铝的分离。
实施例3：
一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥12 h，经粉磨后过80目筛；
(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为160 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱液温度为100 ℃，在250 r/min的转速条件下，溶出30 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，从而实现矿物中82.32%的氧化铝的分离。
实施例4：
一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥14 h，经粉磨后过80目筛；
(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为120 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱液温度为90 ℃，在450 r/min的转速条件下，溶出40 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，从而实现矿物中81.62%的氧化铝的分离。
Claims (4)
1.一种高铁三水铝石矿中铁铝的分离方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)磨矿：将高铁三水铝石矿在80 ℃下干燥10-14 h，经粉磨后过80目筛；(2)活化与碱溶：配制氢氧化钠浓度为100~160 g/L的碱溶液，按液固比为10:1的比例与高铁三水铝石矿颗粒混合，以300 r/min的搅拌转速活化高铁三水铝石矿10 min，随后通过氢氧化钠溶解所述高铁三水铝石矿中的氧化铝，控制碱溶温度为70~100 ℃，在250~450 r/min的转速条件下，溶出20~40 min，得到溶出矿浆；
(3)固液分离：将溶出矿浆进行沉降、固液分离，得到铝酸钠溶液和赤泥，由此实现矿物中铁和铝的分离。
2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述氢氧化钠浓度为140 g/L。
3.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述碱溶温度为90 ℃。
4.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述碱溶时的搅拌转速为350 r/min。
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