[发明专利]利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法

说明书

技术领域

利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，涉及一种柠檬酸铝生产方法，特别涉及直接利用低品位的含铝非铝土矿资源粘土矿生产柠檬酸铝的方法。

背景技术

柠檬酸铝除用作温石棉的预处理剂、治疗矽肺的特效药等外，主要用作油田助剂。随着一次、二次采油时代的结束，油田地层的封堵性能不断下降而造成产油率越来越低，单纯的水驱和聚合物驱已经很难达到较高的采收率。因此，三次采油中，加入一种助剂使之与聚合物凝胶以增大残余阻力系数。应用最广泛的聚合物是部分水解的聚丙烯酰胺，而助剂主要为柠檬酸铝，它较之最早的醋酸铬、柠檬酸铬以其环境友好性，很快成为国内外油田的研究重点。目前国内外对铝粉与柠檬酸反应、氯化铝与柠檬酸反应等直接合成法生产柠檬酸铝的工艺过程进行了很多研究，例如中国专利CN1420153和美国专利461467，而对利用粘土矿直接生产柠檬酸铝的工艺过程研究较少。

我国粘土矿资源丰富，目前探明储量高达几万亿吨，分布较广。但是拜耳法工艺要求原料的A/S大于8。烧结法对铝硅比要求不高，但是烧结法工艺相对复杂，能耗高。粘土矿大部分是硅高、铝高、铝硅比低，用拜耳法或烧结法或联合法或物化选矿法来处理生产氧化铝成本高、周期长、收益低、残渣难处理、对环境污染大。将粘土矿直接用作耐火材料、砖材、水泥等原料，浪费铝源，社会经济上不划算。

寻找一种利用浸出技术处理粘土矿直接生产柠檬酸铝，即简化了柠檬酸铝的生产工艺过程(包括氧化铝生产、电解铝、铝粉与柠檬酸反应生产柠檬酸铝)，降低了社会总生产成本，缩短了社会生产时间，节能降耗，浸出渣、残留的柠檬酸、回水均可以回收再利用，对环境无污染，又扩大了了铝土矿可利用资源量。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提出一种能有效利用资源、降低成本的采用低品位含铝的非铝土矿资源粘土矿生产柠檬酸铝的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于是采用低品位的含铝非铝土矿资源粘土矿生产柠檬酸铝的，将粘土矿经过粉碎、球磨和焙烧后，用柠檬酸浸出后除渣，再经放置、沉淀析出、过滤步骤得到柠檬酸铝结晶。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于采用柠檬酸作为浸出剂，浸出为1～6段连续浸出，浸出液在常温下静置结晶出柠檬酸铝；过滤沉淀，滤液中含残余柠檬酸循环利用，浸出渣作生物硅肥、白炭黑、水泥、砖材的原料。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于其低品位的含铝非铝土矿资源粘土矿粉碎、球磨后的粒度达到833μm～74μm，在200℃～900℃下焙烧粘土矿的。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于焙烧粘土矿是在50℃～150℃温度下，用质量浓度为0.5％～8％的柠檬酸浸出的，浸出时矿浆重量浓度为5％～30％，pH值0.5～5.0，前一段的浸出渣作为后一段的固体样，在同样的条件下连续浸出1～6段；每段浸出时间为1h～8h。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于利用焙烧粘土矿浸出时是在搅拌下进行，搅拌强度100r/min～500r/min。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于每段浸后，趁热过滤浸矿固液混合物，在常温下将浸出液放置1～12个小时后，得到白色沉淀；过滤出沉淀，重结晶法提纯，得到柠檬酸铝。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于其重结晶法的微滤液经离子色谱检测，测出残留有未参加反应的柠檬酸量，再添加柠檬酸至达到浸出时柠檬酸浓度要求，返回到浸出容器，实现工艺循环。

本发明的利用粘土矿生产柠檬酸铝的方法，其特征在于重结晶法的微滤液累积的杂质离子是利用磷酸三丁酯TBP、三烷基胺7301、伯胺1923、三辛胺TOA为络合剂，分别采用甲苯、正辛醇、煤油作为稀释剂进行萃取循环，去除微滤液中残留的柠檬酸，连续萃取2次～6次，并用热水反萃，连续反萃1次～4次；反萃余液返回萃取段；向反萃取液添加定量的柠檬酸，达到浸出时柠檬酸浓度要求，返回到浸出容器。