[发明专利]一种从铝土矿生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从铝土矿生产氧化铝的方法，特别是涉及一种从铝硅比为 3～7的中低品位一水硬铝石型铝土矿清洁生产氧化铝的方法。

背景技术

随着氧化铝行业生产规模的不断扩大，我国铝土矿物资源的消耗日益加 剧，高品位铝土矿供应不足的局面已经形成，许多新建的氧化铝厂已在使用铝 硅比小于7的难溶的一水硬铝石型铝土矿(也称为中低品位铝土矿)。

目前，工业上生产氧化铝基本上是采用碱法生产，即包括拜耳法、烧结法 和拜耳-烧结联合法。烧结法主要用于处理低铝硅比的铝土矿，流程复杂、能 耗高，且产品质量不如拜耳法。全世界的氧化铝90％以上是采用拜耳法进行生 产的：在低温、低碱浓度条件下溶出三水铝石型或一水软铝石型铝土矿，将溶 出液直接稀释脱硅、种分得到氢氧化铝。我国铝土矿的资源特点是98％以上属 于难溶的一水硬铝石型铝土矿，采用典型的拜耳法条件处理我国铝土矿时，必 须需要高温(235～280℃)、高压(3.5～6.0MPa)操作，这样势必对设备提出 了更高的强度要求和操作要求，增加了设备投资，降低了设备使用寿命。基于 处理中低品位铝土矿而出现的改进拜耳法，如石灰拜耳法，除了高温、高压的 要求外，还存在赤泥产量大、资源利用率低的缺点；高压水化学法同样存在高 温、高压的操作条件，而且由于受化学反应平衡的限制，溶出液相中氧化铝浓 度很低，造成水分蒸发量大、成本较高，虽然很早就开始了研究，但时至今日 仍未有工业化的报道。

在处理难溶的中低品位铝土矿，如我国典型的铝硅比3～7的一水硬铝石 型铝土矿时，在拜耳法或改进拜耳法的工业生产中通常采用通过提高溶出温度 来提产降耗，在对设备强度和操作的要求高的同时，对于赤泥的有效利用，以 及降低赤泥中的碱含量和回收其中的氧化铝，是多年来一直困扰氧化铝工业的 难题。

发明内容

本发明的目的是在保证高氧化铝溶出率的前提下，避免拜尔法处理中低品 位一水硬铝石型铝土矿时必须采用的高温高压的操作条件，以及由此带来的溶 出设备投资高、能耗高、操作要求高等弊端；重点是实现铝硅的化学分离，使 铝土矿中氧化铝的实际回收率达90％以上，同时使最终赤泥碱含量及物相达到 大比例用于烧制水泥的要求，从而提供一种从中低品位一水硬铝石型铝土矿清 洁生产氧化铝的方法，利用该方法也可以高效回收拜尔法生产氧化铝的赤泥中 的氧化钠和氧化铝。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

本发明提供一种铝土矿生产氧化铝的方法，该方法从中低品位一水硬铝石 型铝土矿清洁生产氧化铝，如图1所示，其包括如下的步骤：

1)将磨细至50～150目的铝土矿与40～60wt％碱溶液以质量比1∶2～1∶5 混合，进行溶出反应0.5～3小时，得到一溶出浆液，其为含铝酸钠的溶出液 与矿渣的固液混合物；

优选地，所述铝土矿为中低品位一水硬铝石型铝土矿，其铝硅比为3～7；

所述的碱溶液为NaOH或KOH水溶液，优选地，所述的碱溶液为NaOH 水溶液；

优选地，所述的溶出反应的温度为150～200℃，溶出反应的压力为0～ 0.75MPa；

2)将步骤1)得到的溶出浆液调配至溶液中碱的浓度为40～70wt％，冷 却至45～110℃，恒温下结晶0.5～40小时，固液分离，得到滤渣为水合铝酸 钠晶体与矿渣的混合物，滤液为水合铝酸钠晶体的结晶母液；

3)将步骤2)得到的滤渣加入水或稀碱液，直至溶液中Na₂O的浓度为 100～200g/L以溶解滤渣中的水合铝酸钠晶体，然后在100～120℃和0～ 0.1MPa(表压)下反应4小时进行脱硅，过滤，得到滤液和赤泥；

4)将步骤3)得到的滤液进行种分得到氢氧化铝，滤出氢氧化铝，再进 行洗涤、煅烧，得到所需的氧化铝产品；

所述的洗涤优选使用软水进行；

洗涤氢氧化铝后的洗水可返回步骤3)作为稀碱液的一部分用于从滤渣中 溶解水合铝酸钠晶体的过程；

步骤4)中得到的种分母液可返回步骤3)作为稀碱液的一部分用于从滤 渣中溶解水合铝酸钠晶体的过程；