[发明专利]一种环保型铝土矿综合冶炼技术方案

说明书

所属技术领域

本发明提供一种环保型的，适用于沉积层状和次生堆积各型硅、铁、硫含量高的一水型和三水型铝土矿石进行综合选冶的新技术方案。利用本发明技术方案，在对铝土矿的选冶过程中，脱硅和拜耳溶出处理均可实现Na₂O和Al₂O₃“零”损耗、Na₂O·H₂O无限循环利用，并一次性地将硅、铁、硫含量高的铝土矿分离出硅酸钙、氧化铝、镓的半成品、铁精矿粉、钛酸钙等，实现对铝土矿资源高效综合开发利用，无废弃尾矿排放，使资源利用率充分提高。

背景技术

目前，国内外现有工业冶炼铝土矿的基本实用方法主要有两种，即拜耳法和烧结法，其中拜耳法最为广泛使用。拜耳法包括苛性纳拜耳法和石灰拜耳法。烧结法包括碱石灰烧结法和石灰石烧结法。由于各种技术方法存在自身的技术优特点，为了发挥各技术方法的优势，人们又发展了拜耳—烧结联合法，包括串联法、并联法和混联法三种。这些方法共同的技术目标是从铝土矿中提炼出Al₂O₃；其共同的技术手段是使铝土矿中Al₂O₃最终形成可溶性较好的Na₂O·Al₂O₃而被溶出；其共同缺陷是不能有效地提取铝土矿中其它矿物成分，如铁(Fe)、钛(Ti)等，而视SiO₂和TiO₂为有害组分，最后将富含Fe₂O₃、CaO·TiO₂的尾矿泥——赤泥丢弃，不仅冶炼成本高，更重要是造成资源浪费和环境污染。

铝土矿中的主要矿物成份为Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、TiO₂和伴生稀有金属镓(Ga)等。除Al₂O₃和稀有金属镓(Ga)品位达到工业要求外，Fe₂O₃、SiO₂、TiO₂含量也较高。如我国桂西堆积型铝土矿，Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、TiO₂和稀有金属镓(Ga)的平均含量分别约为50％、25％、8％、4％和0.085‰。

究拜耳法来说，当处理SiO₂含量较高的铝土矿石时，为减少设备结垢现象，通常在生产中进行预脱硅处理。日前，主要使用两种方法。方法一：浮选预脱硅法，这种方法较快速高效，但往往需要将铝土矿加工到极细，否则，将由于SiO₂和Al₂O₃结晶在一起，使Al₂O₃造成损失；方法二：利用部分溶出矿浆循环母液，在100℃±条件下经长达10小时搅拌，实现对原矿浆进行预脱硅处理。这样方法生产效率低，且也仅只脱除铝土矿中易溶的高岭石等，而无法脱除铝土矿中难溶的石英石等，SiO₂的脱除率低。其次，由于母液中含有Na₂O·Al₂O₃，SiO₂在溶出过程中均以Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·H₂O(水合铝硅酸钠)析出，这就不可避免地造成Na₂O和Al₂O₃的损失，使冶炼成本增高，Al₂O₃的提取率降低。尤其铁含量高的铝土矿石，经提炼出Al₂O₃后，其尾矿泥——赤泥中Fe₂O₃含量通常会高达35～50％，甚至更高，直接丢弃尾矿泥——赤泥，势必造成资源浪费和环境污染等不良现象。由于赤泥成分复杂，欲对赤泥进行二次综合开发利用，技术难度非常大，生产成本高而失去其经济意义。

发明内容