KR820000561B1 - 순수 알루미나의 회수방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

순수 알루미나의 회수방법

제1도 및 제2도는 본 발명의 공정에 따른 유통도임.

본 발명은, 불순물이 함유된 알루미늄 광석을 황산으로 공격 처리하여 얻은 생성물을 클로로설폰산으로 처리한후, 수화된 알루미늄 클로로설페이트를 침전시킨 다음, 열가수분해에 의해 수화된 황산 알루미늄으로 전환시킨 후, 상기 수화된 황산 알루미늄을 가열분해하여 순도 높은 알루미나를 회수하는 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 광석내에 상당량의 철, 티탄 및 알카리 및 알카리 토금속과 같은 특정원소를 회수하는 방법을 제공한다.

알루미늄 광석을 황산처리하머 순수 알루미나를 추출하는 방법은 수년전에 제안되었다. 예컨데, 프랑스특허 제574,983호에서는 광석을 황산으로 처리하여 생성된 용액을 염산으로 다시 처리하여 가열 분해시킨후 6수화 염화알루미늄을 제조하는 방법을 제안하고 있다.

그러나, 상기 특허에서는 알루미늄 광석내에 조성이 크게 다른 불순물을 제거하는 방법에 관해서는 상세히 언급하지 않았다. 더욱 상기 특허에 의한 방법으로는 순환식으로 순수알루미나를 수득할 수 없었다.

보다 최근의 방법, 즉, 프랑스특허 명세서 제1,558,347호 및 2,160,743호에서는 순환 황산 공격 처리법을 제안하였으며, 특정 불순물을 삭감시키는 방법도 기술하였고 이로서 야금학상 양질의 순수알루미나를 수득할 수 있었다. 그러나, 상기 결과를 얻기 위하여, 불순물로서 철, 마그네슘, 알카리금속 등이 포함된 황산알루미늄산 용액을 물이나 염산용액으로 희석하고 적절한 온도로 냉각한 후 염화수소가스로 포화시켜 6수화 염화알루미늄을 침전시켰다. 그 후 모액으로부터 분리된 6수화 염화알루미늄은 염산기체로 상기 용액을 포화시킴으로서 용해 및 침전에 의해 정제하는 공정을 수차례 반복시켰다.

비록 상기 순환공정이 순수알루미나를 생성하는 등 몇가지 장점을 지니고 있기는 하지만, 본 발명자들은 본 분야에서의 연구를 계속하여 야금학상 양질의 순수알루미나를 생성하면서 염산을 절약 사용할수 있는 신규방법을 개발하려고 노력해 왔다. 다행히도 본 발명자들은 알루미늄 광석을 대기압하에 공격처리하여 생성된 황산용액을 비점이하나 근처의 온도에서 염산증기의 방출로 인한 어떠한 손실도 입지않고 클로로설폰산 용액으로 처리하는 것이 가능하다는 것을 알아냈다.

본질적으로 상기 발명에 따른 방법은 하기 단계로 이루어졌다.

-유리황산 40-50중량%, 및 용액을 재순환시켜 수득한 처리물질내에서 불순물을 형성하는 각종 금속 6-12중량%가 함유된 수성황산 용액으로 철과 티탄과 같은 다른 원소가 포함된 알루미늄 광석을 공격 처리하여 용액상태(Al₂O₃, 12중량%를 함유하는 황산 알루미늄 용액)로 만들고 공격 처리후 생성된 현탁액을 반시간-5시간에 걸친 반응시간 도중 비점이하의 온도에서 유지시키고,

-미처리된 산화물(주로 실리카), 불용성 황산염 및 알루미나가 함유된 황산용액으로 구성되고 상기 공격처리시 생성된 잔류물을 분리하고,

-상기 잔류물에서 포화모액을 추출하기 위하여, 알루미나 함유용액과 회합하고, 극소량의 알루미나가 함유된 적절한 양의 황산을 재순환하며 잔류물을 세척하고,

-공격처리 결과 생성된 잔류물을, 불용성 황산염의 분해를 유발하며 용액으로부터 불활성 물질을 분리하는 약한 황산 용액으로 처리하고(여기서 불순물의 황산염은 용해되며, 유용한 성분을 얻기 위하여 처리됨),

-알루미나 함유 황산용액을 재순환 HCl 기체와 더불어 재순환 클로로설폰산 용액과 혼합하고,

-알루미나화 용해된 불순물이 포함된 HCl 및 H₂SO₄포함용액을, 구조식이 AlSO₄Cl, 6-7H₂O인 수화 알루미늄 클로로설페이트가 침전될 때까지 냉각하고,

-수화 알루미늄 클로로설페이트 결정을 모액, 대부분이 불순물인 HCl 및 H₂SO₄용액과 분리하고,

-수화 알루미늄 클로로설페이트를 결정을 재순환 염산 용액으로 세척하여 염산 용액으로 포화된 용액에서 상기 결정을 분리하며,

-제1단계에서 알루미늄 클로로설페이트를 열분해하여 황산 알루미늄을 형성하는 한편 HCl 기체 유출물과 물을 재순환시키고,

-제2단계에서 황산 알루미늄을 열분해하여 Al₂O₃를 형성하며, SO₂, SO₃및 H₂O의 혼합물로 형성된 기체상 유출물을 재순환시키고,

-불순물중의 황산염이 용해된 재순환 황산 농축용액과 혼합하여 불순물의 황산염을 침전시키고,

-농축 후 불순물의 황산염과 알루미늄 클로로설페이트의 분리 결과 생성된 HCl 및 H₂SO₄를 함유하는 용액에 가한 황산용액을 분리하고,

-불순물중의 황산염을 열분해하여 철과 티타늄의 산화물 및 SO₂, SO₃와 H₂O의 기체혼합물을 수득하며,

-불순물중의 황산염을 분리하여 생성된 황산용액, HCl 및 H₂SO₄를 함유하는 용액으로 형성된 혼합물을 탈기하며, 공격처리에 재사용한다.

알루미늄 광석을 공격처리하는데 사용된 용액은 유리황산을 함유한 재순환된 수용성 용액과 각 염을 산용액내에 용해시키는 기능의 소량의 각종 금속 황산염으로 구성되었는데, 그 양은 손실을 메꾸기 위해 외부로부터 첨가 조절된다.

알루미늄 광석을, 반시간-5시간에 걸쳐 대기압 상태에서 비점이 하나 근처의 고온에서 공격처리한다.

알루미늄 광석을 황산 공격처리 후 생성된 생성물을 살펴보면 가용성 황산 알루미늄이 함유된 액상과 불활성 물질, 불순물의 불용성 황산염으로 구성된 고체상으로 이루어졌는데 상기 두 상으로 분리된다.

그후 액상은, 고온 감암하에 수화 알루미늄 클로로설페이트와 모액으로 분리한후, 최종 세척시 사용된, 재순환 용액으로 구성된 HCl과 H₂SO₄포함 용액, 순환 회로내에서 손실을 보충하기 위하여 첨가된 염산용액 및 탈기 반응결과 생성된 재순환 염산기체로 처리된다.

그 후 HCl과 H₂SO₄를 함유하는 용액을 적절한 방법으로 교반하면서, 이전 반응에서 수득된 결정체 존재하에 40℃의 온도로 냉각시키고 이때 결정화에 필요한 시간은 약 5시간이다. 공격처리 용액에 포함된 알루미나의 대부분은 구조식이 AlSO₄Cl, 6-7H₂O인 수화 알루미늄 클로로설페이트 형태로 침전되며, 불순물은 HCl과 H₂SO₄함유 용액내에 용해된 상태(클로로설폰 용액)로 잔존한다.

본 방법을 변형한 상태에서 케이크를 분리하여 재순환 염산 용액으로 세척한 후, 수화 알루미늄클로로설페이트 결정체는 공청으로부터 추출될 수 있다. 상기 경우에, 동량의 황산과 염산용액을 회로내에 상응하는 손실을 보충하기 위하여 도입한다.

대개의 경우에, 수화 알루미늄 클로로설페이트 결정체를 거의 600℃(바람직하게는 300℃-400℃)의 온도에서 열처리하여 황산염의 혼합물과, 뒤이어 세척되고 흡수되는 수증기와 HCl 기체로 구성된 기체상유출물을 수득한다.

본 방법을 또 다르게 변형하는 경우에, 구조식 3Al₂O₃, 4SO₃O-2H₂O를 갖고 중성 황산염 Al₂(SO₄)₃를 함유하는 염기성 황산염으로 구성되고 평균조성이 Al₂O₃, 2SO₃인 알루미늄 황산염의 혼합물은, 종래의 기술에 의해 서로 분리될 수 있는 두 가지 형태로 제조공정으로부터 추출될 수 있다.

상기 경우에, 황산의 동량을 공정내에 용액의 형태로 도입하여 상응하는 손실을 보충한다.

대개의 경우, 염기성 및 중성 황산 알루미늄의 혼합물을 온화한 상태에서 1050℃까지 가온하고, 황산염을 분해시켜 순수 알루미나와 H₂SO₄로 전환되는 SO₂, SO₃와 H₂O로 구성된 기체상 혼합물을 수득한다.

용해된 상태에서 불순물로 티탄, 철 등을 함유하는 염화 황산 알루미늄 결정을 분리한 후 생성된 모액을 가열하여 탈기시키고, 분리도니 염산기체를 재순환시키고 수득된 황산 용액을 증발시켜서 물을 제거하므로 농축한다. 그 후 철, 티탄 등의 불순물은, 본 출원인의 프랑스 특허출원 제75/32.026호에 기술된 바와 같이 이중 황산염 또는 황산염 형태로 침전될 수 있다. 그후 황산용액은 공격처리하는데 재순환된다.

상기 황산용액의 일부분은 공격처리 결과 생성된 잔류물을 세척하는데 사용할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 공격처리 결과 생성된 불활성 물질, 및 불순물의 불용성 황산염으로 구성된 잔류물을 상기 황산염을 용해시켜 생성한 약한 황산용액으로 처리한다. 그 후 상기 용액에 농축 황산을 가하여 분리된 불순물 중의 황산염을 침전시키고 곧이어 분해되어 황산으로 재전환되는 SO₂, SO₃및 H₂O로 구성된 기체상 혼합물과 더불어 상응하는 산화물을 수득한다.

본 발명법은 순수 알루미나 및 다른 불순물과 함께 주로 철과 티탄을 포함하는 착염의 혼합물을 단리시키는 순환방식이다. 시약의 소비량은 적으며, 기계적인 요인에 의한 황산 및 염산의 손실을 보충하기 위해서만 사용되는 것이다.

본 발명법은 불순물이 함유된 천연 혹은 활성 알루미늄 물질을 처리하는데 이용될 수 있으며 이러한 물질은 카올린과 같은 실리콘-알루미늄 광석, 규화보오크사이드, 고령점토, 석탄함유 혈암 혹은 불순 알루미나 또는 1차 공정결과 생성된 황산 알루미늄 등을 포함한다.

본 발명은 제1,2도를 참고로 예증된다.

제1도를 참고로 할때, 알루미늄 광석과 재순환된 황산 공격 용액 L23을 공격처리용 반응기(A)에 도입한다. 상기 생성된 슬러리를 (B)에서 재순환된 클로로설폰산용액 L11로 처리하여 (C)에서 케이크 S1과 용해된 불순물을 함유하는 알루미나 포함용액 L1을 분리시킨다. 케이크 S1의 모액을 (D)에서 광석을 공격처리하려던 황산용액의 일부분인 L22로 추출한다. 이 추출된 모액 L2를 L1과 혼합하여, 상기에 HCl을 부가한 용액 L5를 수득한다. 생성된 케이크 S2를 (E)에서 물로 세척하여 주로 실리카로 구성된 불활성잔류물을 얻는데 이는 (U)로 도출하며 용액 L3는 (F)에서 물을 증발시켜서 농축하고 상기 생성된 황산용액 L4를 공격 반응기(A)에 재순환시킨다. 용액 L5는 용액 L1 및 L2차 손실을 보충하기 위하여 도입한 염산 용액의 혼합물이다. 생성된 혼합물을 HCl, 탈기 반응기(Ⅰ)에서 수득된 G13을 도입한 (G)로 옮긴후 매체 존재하에 혼합물을 교반하면시 40℃로 냉각한다. 이때 조성이 AlSO₄Cl,

또는 7H₂O인 수화 알루미늄 클로로설페이트가 침전된다.

클로로설페이트 결정 SlO은 (H)에서 분리되며, 여기서 철, 티탄 등과 같은 불순물을 함유하는 모액 L10과 분리하고 L10은 (Ⅰ)로 도입된다.

결정 S10을 그후 (L)로 도입한후, 흡착-응축 반응기(M)에서 생성된 염산용액 L12로 세정한다. 이렇게 하여 결정 S11은 모액 L10에서 유리되어 수득되며, 한편 L12와 합쳐진 상기 용액은 불순물이 소량 함유된 클로로설폰산 용액 L11을 형성하여 (B)에 사용된다.

순수결정인 수화 알루미늄 클로로설페이트 S11을 세정 용액으로 함침된 후 (N)으로 이송하고 여기서, 300-400℃에서 열처리하여 수화알루미늄 클로로설페이트를 분해시켜 (M)에서 흡수되는 수증기와 HCl로 구성된 기체상 유출물 G15의 혼합물을 얻는다.

상기 제1열분해 결과 수득되고, 염기성 및 중성 황산 알루미늄의 혼합물로 구성된 고체생성물을 (O)로 도입한후, 여기서 1050℃에서 하소하여 생성된 순수알루미나를 (Q)에서 집적하고, SO₂, SO₃와 H₂O의 기체상 혼합물을 (P)에서 H₂SO₄로 변환하여 황산용액 L27로서 (I)로 도입한다.

HCl과 H₂SO₄를 함유하는 용액 L10과 부가된 HSO₄로 구성된 용액 L17을 (Ⅰ)에 도입한 후 탈기 반응한 다음 불순물이 함유된 황산용액 L18과 HCl 기체를 얻는데, HCl 기체는 선 G13과 G14를 통하여 (G)와 (M)으로 각각 이송된다.

철과 티탄의 착 황산염을 형성시키기 위해 양이온을 첨가할 수도 있는 용액 L18은 (J)로 도입된 후 물을 증발시키므로 농축된다.

(J)에서 생성된 현탁액 L19는 불순물이 감소된 황산염으로 형성된 고체상과 황산용액인 액체상으로 된 슬러리이다. 그후 (K)에서 상기 두 상은, 상업적 용도로 사용될 수 있는 철, 티탄의 착 황산염의 혼합물인 케이크 S20와 선 L21과 L23을 따라 (A)에 재순환되고 선 L21과 L22를 따라 (B)에서 불활성물질을 세척하는데 재순환되는 용액 L20인 2상으로 분리된다.

제2도를 참고로 하면, (A)에서 공격처리결과 생성된 슬러리를 (C)로 도입하고, 알루미나 및 용해된 분순물이 함유된 용액 L1과 케이크 S1을 분리한다. 용액 L1에 용액 L2를 가하여 용액 L5를 형성하며, 이때 공정에 의한 손실이 발생할 경우 이를 보충하기 위하여 HCl을 첨가할 수도 있다. 그후 용액 L5를 (G)로 도입하여 (L)에서 생성된 클로로설폰산 용액 L11로 처리한다.

생성된 불용성물질을 분리한 후, 케이크 S1은 HCl과 H₂SO₄를 함유하기 때문에 불활성물질과 불순물의 불용성 황산염 및 함침 모액으로부터 구성된다. 상기 모액은 선 22를 통해 (D)에 도입되어 이미 언급한 바처럼 케이크 S2와 L1에 첨가된 용액 L2를 제공한다.

그 후 생성된 케이크 S2를 (R)에 도입차고 여기서, 불활성 황산염은, 찌꺼기 물질을 세척한 결과 생성된 용액 L4를 재순환한 약한 황산에 용액내의 대부분 용해된다.

(R)의 내용물은 그 후 (E)에 도입되고, 용액 L3와 케이크 S3로부터 분리되며 케이크 S3를 (V)에서 물고 세척하여 주로 실리카로 구성된 불활성 잔류물과 (R)에 재순환되어 2의 성분을 용해시키는데 사용된 액체 L4를 생성한다.

불순물이 재용해된 황산염을 함유하는 용액 L3을 (F)에 도입한 후, (P)에서 얻은 농축 환산용액 L27로 처리한다. 따라서, (F)에서 불순물중의 황산염이 침전된후 (K)로 옮겨져서 불순물중의 황산염 S23과 모액 L23이 분리된다.

불순물중의 황산염 S23을 (W)에서 하소하여 철, 티탄과 같은 불순물의 산화물을 생성하고 H₂O, SO₂와 SO₃로 이루어진 기체상 혼합물 G2l를 생성하는데 G21은 (P)로 운송되어 H₂SO₄를 재생할 수 있다.

(K)로부터 발생된 용액 L23을 (T)로 도입한 후 농축시켜 물을 제거하고 H₂SO₄농도의 생성된 용액 L24를 (Ⅰ)에 재순환시켜 용액 L10과 혼합한다.

용액 L27은 (P)에서 재생되고 H₂SO₄는 전체 공정에서 발생한 손실을 보완하기 위해 첨가될 수 있다.

이미 언급한 바대로, 용액 L1과 L2를 공정내의 손실을 보충하기 위한 HCl이 첨가된 혼합물로 구성된 용액 L5를 (G)를 도입한후 (I)에서 탈기시 생성된 HCl기체와 (L)에서 분리해낸 HCl과 H₂SO₄를 함유하는 용액 L11을 동시에 첨가하여 클로로설폰화 반응을 실시한다. 그후 혼합물을 교반하면서, 매체의 온도를 거의 40℃로 감소시켜 불모물질의 존재하에 구조식이 AlSO₄Cl, 6-7H₂O인 수화 알루미늄 클로로설페이트의 침전을 촉진시킨다. 클로로설페이트 결정 S10을 (H)에서 모액 L10과 분리하며, L10은 (I)로 보내어 탈기한다.

결정체 S10을 (L)에 도입한 후 (M)에서 흡착 응축결과 생성된 염산 용액으로 세정한다. 따라서, 클로로설페이트 결정 S11을 모액 L10으로부터 분리하여 수득하며, L12과 합쳐져 HCl 및 H₂SO₄를 함유하는 용액 L11는 (G)에 사용된다.

세정용액으로 함침된 수화 알루미늄 클로로설페이트 결정체 S11을 (N)에 도입한후 300℃-400℃에서 열처리하여 수화 클로로설페이트를 분해한 결과 황산알루미늄과 (M)에서 흡수되는 수증기와 HCl로 구성된 기체상 유출물 G15를 생성한다.

(N)에서 도입된 고체분류물은 염기성 및 중성 황산 알루미늄의 혼합물로 구성되어 있으며, (0)에 도입되고 1050℃에서 하소하여 얻은 순수알루미나를 (Q)에서 집적한다. SO₂, SO₃, H₂O의 혼합물인 기체 유출물을 (A)에서 재생하여 H₂SO₄를 수득하는데, 이는 선 26을 통하여 (T)에 선 27을 통하여 (F)에 공급된 황산용액 L2를 형성한다.

용액 L10과 L24의 혼합물인 HCl과 H₂SO₄를 함유하는 용액 L17을 (I)에 도입하여 탈기해서 황산용액 L18과 HCl 기체를 얻고 HCl 기체는 G13과 G14를 통하여 (G)와 (M)에 이송한다.

용액 L18을 (J)로 옮겨 물을 증발시키고 농축시킨다.

(J)에서 도출된 농축용액 L19를 선 20을 통하여 (A)로 직접 재순환하고, 다시 선 22를 통하여 불황성물질과 불순물의 황산염을 세척하기 위해 (A)에 재순환한다.

[실시예 1 (제1도 참고)]

하기 조성(중량%)을 갖는 카올린을 본 발명법으로 처리한다.

상기 광석 4,034kg을 (A)에서 하기 조성(중량%)을 갖는 고온 황산용액 8,943kg내에 가하였다:

상기로 생성된 슬러리를 다른 반응기로 옮긴 후 (B)에서 하기 조성(중량%)으로 HCl과 H₂SO₄를 함유하는 L11 7,380kg으로 처리하였다.

80℃-90℃인 HCl과 H₂SO₄를 함유하는 슬러리는 (C)로 운송되어 고상 S1과 알루미나와 용해된 불순물이 함유된 액상 L1을 분리시켰다.

케이크 S1은, (D)에서 공격 처리시 (A)에 사용되었던 용액 L23과 같은 지류의 용액 L22 5,000kg으로 세정되었다.

모액 L2를 S2와 분리하고 추출하여 (C)에서 배출된 HCl과 H₂SO₄가 함유된 용액 L1과 혼합하였다.

케이크 S2를 (E)에 도입하고 물로 세척하여 질량 4,722.20kg의 용액 L3와 건조한 후의 질량이 1,996kg인 불활성 잔류물을 생성하였으며 이때 손실된 잔류 용액의 양은 277.80kg이었다.

케이크 S3의 조성(중량%)는 다음과 같다.

그후 용액 L3를 (F)에 도입한 후 증발 농축하여 1,500kg의 물이 제거된 3,222kg의 용액 L41를 생성하여 광석을 공격하는데 재순환하였으며 조성(중량%)은 다음처럼 되었다.

질량이 19,859kg인 L1과 L2의 혼합물과 회로상 손실을 보충하기 위하여 37%의 HCl 27kg을 가한 용액 L5을, HCl 기체를 도입하면서 (G)에 도입하여 매체의 존재하에 혼합물을 교반하며 거의 40℃로 냉각시켜 수화 알루미늄 클로로설페이트의 침전을 촉진시켰다.

침전후에, 모액내의 알루미늄 클로로설페이트 결정의 현탁액을 (H)로 이송하여 건조한후 질량이 5,636kg인 케이크 S10과, 철, 티탄과 같은 불순물을 포함하는 10,933kg의 모액 L10을 분리시켰다.

결정 S10은 (L)에서 농도 32%의 (M)에서 흡착 응착 결과 생성된 염산 용액 L12 6,038kg을 재순환시켜 세정되었다.

그후 용액 L11, 7,380kg은 (B)에서 재순환시켰다. 이 용액의 조성은 상기 언급한 바 있다. 케이크 S11인 함침 결정체 8,051kg가 얻어졌다.

건조시킨후의 S11의 조성(중량%)은 다음과 같다.

이를 (N)으로 이송하여 케이크 S11의 결정체를 300℃-400℃에서 열처리하여 수화알루미늄 클로로설페이트를 황산 알루미늄의 혼합물과 (M)에서 흡수되는 수증기와 HCl인 기체상 유출물 G15 5,529kg으로 분해하였다.

2,589kg의 황산 알루미늄의 혼합물을 (0)에서 1050℃의 온도로 하소하여 순수알루미나 1000kg을 수득하였으며 수증기, SO₂와 SO₃의 기체 혼합물 G16 2,019kg도 얻었는데 하소도중 연료로 450kg의 물이 도입되었고 20kg의 손실이 발생하였다.

기체상 혼합물 G16을 (P)에 이송할때 황산이 재생되었다. 95%의 H₂SO₄인 L27을 재생기 (P)에서 도출하여 탈기 반응기(I)에 도입하였다.

362kg의 재순환된 95.8% H₂SO₄를 10,933kg의 모액 L10에 가하였다. 상기 모액에 또한 (NH₄)₂SO₄84kg을 첨가함으로써 프랑스 출원번호 제75/32062호에서 기술한 처리법을 사용할때 존재한 불순물을 삭감시킬수 있었다.

따라서 L10, H₂SO₄, (NH₄)₂SO₄는 혼합되어 모액 L17을 이루고 탈기 반응기(I)로 도입되며 이때 용액 L17의 중량은 11,438kg이며 다음 조성(중랸%)을 갖는다.

이 용액 L17을 (I)에 도입하여 탈기시키고 기체분류물 G13과 G14를 생성하여 946kg의 CH1을(G)와 (M)으로 이송하였으며 다음 조성(중량%)를 갖는 황산 용액 L18 12.512kg을 생성하였다.

용액 L18을 (J)로 이송하고 1,469kg의 물을 증발농축하여 11,043kg의 L19를 생성하였는데, 이는 (K)에 도입된 액상내에 분산된 고상으로 이루어졌다. 이 분류물 L19는 케이크 S20의 322kg과 황산 용액 L20의 10,721kg으로 분리되었는데, S20 성분은 (R)에서 추출되고 L20은 (A)에 공격용으로 대부분 재순환되었다.

(J)에서 증발되는 동아 침전되어 제거된 불순물의 착황산염 케이크 S20의 조성(중량%)은 다음과 같다.

용액 L20은 선 23을 따라 공격처리용으로 재순환되며, 선 22를 따라 (D)에서 불활성물질의 세척용으로 재순환되었다.

수득된 알루미나를 분석한 결과 불순물의 양을 종래의 대규모 공업적 방법으로 제조한 알루미나의 경우보다 적거나 동등하다는 것이 나타났다.

[실시예 2(제2도 참고)]

다음 조성(중량%)의 하소된 탄소함유 혈암은 본 발명법으로 처리되었다.

상기 하소되고 분마된 광석 4,452kg을 (A)에서 하기 조성(중량%)의 고온 황산 공격처리 용액 L20의 12,112kg과 혼합하였다.

110℃-120℃이고 (A)에서 공격결과 생성된 슬러리를 (C)로 이송하여 고상 S1과 알루미나를 함유하는 액상 L1으로 분리시켰다.

게이크 S1을 (D)에서 전술한바의 공격에 사용되었던 황산 용액중분류물 L22의 8,942kg으로 세정하였다.

케이크 S1중에 함유된 모액을 추출하여 얻은 용액 L2(C)를 로부터 배출된 용액 L1과 혼합하였다. 그후, 용액 L1과 L2의 혼합액 15,048kg을 (G)에 도입하여 클로로설폰화한 다음 HCl을 첨가하였다.

제1차 세척한 케이크 S2를 (R)로 옮기고, 불용성인 불순물중의 황산염을, (V)에서 불모물질을 세척할 때 생성되고 재순환된 약한 황산 용액 L4의 8,530kg에 용해시켰다.

상기 용액 L4의 조성(중량%)은 다음과 같다.

그후 (R)의 내용물을 (E)에 도입하여 용액 L3와 잔사 S3로 각각 분리하였다.

잔류물 S3의 5,554kg을 (V)에 이송하고 6000kg의 물로 세정하여 상기한용액 L4와 건조상태에서 질량이 2,888kg이며 다음 조성(중량%)을 갖는 케이크 S4를 생성하였다.

용액 L3를 (F)에 도입하여 37% 3,695kg의 황산용액 L27과 혼합한후 염석하였다. (F)에서 도출한 슬러리를 (K)에 도입하여 불순물중의 황산염 S23과 용액 L23으로 분리시켰다.

함침된 상태의 케이크 S23의 중량은 2,595kg이며 하기 조성(중량%)을 갖는다.

불순물의 황산염 S23을 (W)에 이송하고 1000℃-1050℃에서 하소하여 주로 불순물의 산화물인 고상과 수증기 SO₂, SO₃가 함유된 기체상 G21를 생성하여 G21은 (P)로 이송하여 H₂SO₄로 재생하였다.

질량 14,534kg의 (K)에서 도출한 용액 L23은 하기 조성(중량%)으로 이루어졌다.

용액 L23을 (T)에 도입한후 4,888kg의 물을 제거하면서 농축하여 9,645kg의 용액 L24를 생성하고 (H)와 (I)사이에 재순환 하여 L10과 혼합하였다.

용액 L24는 하기 조성(중량%)으로 이루어졌다.

농황산 용액 L27을 (P)에 채워넣고 H₂SO₄는 공정에서 달성한 손실을 보충하기 위하여 첨가하였다.

이미 언급한 바, 용액 L5는 용액 L1과 L2의 혼합용액인데 상기에 HCl을 가하였다.

15,075kg의 상기용액 L5는 다음 조성(중량%)으로 이루어졌다.

상기 혼합물을 연손적으로 교반하며 활성제의 존재하에 40℃로 냉각하여 구조식이 AlSO₄Cl, 6-7H₂O인수화 알루미늄 클로로 설페이트로의 침전을 촉진시켰다.

(G)에서 도출한 22,955kg의 슬러리를 (H)에 도입하여 수화알루미늄 클로로설페이트 S10의 9,393kg과 모액 L10의 13,5621kg을 분리하였다.

케이크 S10을 (L)에 도입하여 흡착반응기 (M)에서 배출된 32% HCl 용액 L12의 6,038kg으로 세척하였다. 이리하여 순수 클로로설페이트 케이크 S11과 이미 (G)에 시약으로 사용되었다고 언급한 L11를 수득하였다.

순수 수화 알루늄 클로로설페이트 결정 케이크 S11을 (N)에 도입하고 300℃-400℃에서 열처리하여 알루미늄클로로 설페이트를 분해하여 (M)에서 흡수된 수증기 및 HCl 기체로 이루어진 기체상유출물 G15의 5,592kg과 황산 알루미늄의 혼합물을 생성하였다.

염기성 및 중성 황산알루미늄의 분류물을 (0)에 도입하여 1050℃로 하소해서 순수알루미나 1000kg과 SO₂, SO₃와 수증기의 혼합물인 기체상 분류물 G16의 2,019kg을 얻었다. 기체상 분류물 G16은 (P)로 이송하여 H₂SO₄를 재생하였다.

전술한바 13,562kg의 용액 L10에 9,646kg의 용액 L24을 가하였다. L10과 L24의 혼합용액을 (I)에 도입하여 탈기체시켜 기체상 분류물 G13(500kg)과 G14(446kg)및 하기 조성(중량%)의 용액 L18(22,262kg)을 얻었다.

용액 L18을 그후 (J)에 도입하여 1,208kg의 물을 제거하여 농축하였다.

용액 L19를 (J)에서 배출하여 선 L20을 통해 (A)에, 선 22를 통하여 불활성물질 및 불순물의 황산염을 세정하기 위하여 (D)에 직접재순환하였다.

상기 방법에 의한 알루미나는 순도가 매우 높다. 이를 분석한 결과 공지된 공업적 방법으로 제조한 알루미나의 경우 보다 한결 적은 양의 불순물이 포함되었음이 입증되었다.

Claims (1)

1. 금속함유 광물질을 황산처리한 후 잔류물과 용액을 분리한 다음 그 잔류물을 처리하고, 황산처리 액체를 클로로설폰 용액으로 전환시켜 얻은 황산 알루미늄의 혼합물을 하소하고 유출물은 재순환시키며, 황산처리 잔류물을 세척하여 얻은 액체를 처리하여 알루미나를 회수하는 방법에 있어서, 광물질을 황산처리하여 얻은 액체를, 고온 및 대기압하에서 HCl 및 H₂SO₄를 함유하는 액체와 혼합하여 80℃-90℃로 유지하고 HCl 가스첨가 후 AlSO₄Cl, 6-7H₂O가 침전될때까지 HCl 및 H₂SO₄함유액체를 냉각시키고 수화알르미늄 클로로설페이트 결정질을 모액에서 분리한 후 600℃ 이하에서 분해하여 황산 알루미늄의 혼합물과 염화수소기체를 생성하고; 황산 알루미늄의 혼합물을 1050℃ 이하에서 분해하여 순수 알루미나와 분해된 황산가스를 얻고; 생성된 HCl이 수화 알루미늄 클로로설페이트를 제조하는데 사용될 수 있도록 클로로설페이트 모액에서 탈기된 다음 염산이 유리된 그 모액을 농축한후 황산처리에 재순환시키기 전에 불순물을 제거하고; 수증기와 잔류 HCl을 제순환하기 위해 응축하고; 알루미늄 클로로설페이트를 열분해하여 생성된 HCl 가스를 농축물에 흡수시키는 한편 알루미늄 클로로설페이트를 세척하여 생성된 액체가 광물질의 처리후 액체를 클로로설폰화하기 위해 HCl 및 H₂SO₄을 함유하는 액체를 형성하는 것을 특징으로 하여 순수 알루미나를 회수하는 방법.

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