[发明专利]一种从柠檬酸铝经碳酸铝铵生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

一种从柠檬酸铝经碳酸铝铵生产氧化铝的方法，涉及一种利用柠檬酸浸出含铝矿石生产氧化铝的方法，特别是其中的柠檬酸可以循环利用。

技术背景

我国铝工业发展很快，已多年居世界第一。但是我国铝资源储量相对少、质量差，资源已成为阻碍我国铝工业发展的瓶颈。在抓紧国内资源的勘探和寻找新的资源的同时，开发低品位铝资源有效利用的技术是当前我国铝工业发展的刻不容缓的重要任务。

粘土是重要的含铝矿物，且其储量远大于目前铝工业的主要原料——铝土矿的储量。探索用粘土生产铝金属的原料——氧化铝，对扩大铝金属生产资源和铝工业的可持续发展具有十分积极的意义。

中国申请专利CN200710099820提出用柠檬酸浸出粘土矿制得柠檬酸铝浸出液及柠檬酸铝产品；中国申请专利CN200710118676提出用柠檬酸浸出高岭土制得柠檬酸铝浸出液及柠檬酸铝产品；中国申请专利CN200710099831揭示了采用焙烧柠檬酸铝方法生产制备氧化铝。然而，采用焙烧柠檬酸铝方法制备氧化铝，相当于把有价值的柠檬酸或柠檬酸根转化成了无用的二氧化碳，在经济上不可行，从环保角度也不允许，没有实现柠檬酸的有效利用。

本发明人等先前提出了柠檬酸铝-丝钠铝石-氧化铝的工艺流程实现柠檬酸的循环利用(中国申请专利CN2008100844989)，解决了上述以粘土、高岭土等含铝资源为原料生产制备氧化铝的关键技术问题，从而把只能作为烧制砖瓦的粘土、高岭土等变成为生产氧化铝和金属铝的资源，对于铝工业的可持续发展和地球资源的综合利用具有十分重要的现实意义。

本发明提出另一种实现柠檬酸循环利用的方法，即柠檬酸铝-碳酸铝铵-氧化铝的工艺流程，可以在实现柠檬酸循环利用的同时，提供更好的氧化铝产品性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从柠檬酸铝经碳酸铝铵生产氧化铝的方法，具体地包括：将含有柠檬酸铝的水溶液与含有碳酸氢铵的水溶液混合，固液分离后得到碳酸铝铵沉淀和柠檬酸盐溶液，然后焙烧碳酸铝铵得到氧化铝；进一步利用无机酸对柠檬酸盐溶液进行酸化使其重新恢复对粘土、高岭土及其它含铝资源中氧化铝的选择性络合溶出能力。

本发明的从柠檬酸铝经碳酸铝铵生产氧化铝的方法，主要特征在于：将含有柠檬酸铝的水溶液与碳酸氢铵溶液混合形成碳酸铝铵沉淀，固液分离后得到碳酸铝铵固体和柠檬酸盐溶液，从而实现了将柠檬酸铝中的柠檬酸根和三价铝分开的目的；碳酸铝铵的高温分解产物为固相的氧化铝、气相的二氧化碳和氨气，故容易获得产品氧化铝；利用价廉的无机酸，如硫酸或盐酸酸化柠檬酸盐溶液，可以再次得到柠檬酸溶液，从而恢复对含铝矿中氧化铝的选择性络合溶出能力而得到柠檬酸铝溶液，实现低成本循环利用柠檬酸的目的。

基于以上技术方法，可以实现以柠檬酸为循环浸出剂，以粘土、高岭土等含铝资源为原料生产制备氧化铝。

附图说明图1为本发明方法的中间产物碳酸铝铵差热-失重(DTA-TG)图。

图2为本发明方法的中间产物碳酸铝铵(AACH)、碳酸铝铵在1000℃烧结2小时后、在1400℃烧结2小时后的粉末XRD图谱。其中，碳酸铝铵在1000℃烧结2小时后得到γ-Al₂O₃；碳酸铝铵在1400℃烧结2小时后得到α-Al₂O₃。

具体实施方式本发明的从柠檬酸铝经碳酸铝铵生产氧化铝的方法，包括以下步骤：

(1)将含有柠檬酸铝的水溶液与含有碳酸氢铵的水溶液混合，反应形成碳酸铝铵沉淀，固液分离后得到碳酸铝铵固体和柠檬酸盐溶液。

柠檬酸铝(AlCit)水溶液与碳酸氢铵水溶液混合后反应生成碳酸铝铵(NH₄Al(OH)₂CO₃)的化学反应式如式[1]所示。

NH₄⁺+AlCit+HCO₃^-＝NH₄Al(OH)₂CO₃↓+Cit^3-     [1]

其中，含有柠檬酸铝的水溶液可以是柠檬酸铝溶液，也可以是粘土、高岭土或其它含铝资源的柠檬酸浸出液。

若柠檬酸铝溶液因存在游离酸等原因表现较强酸性时，应调节pH值至6以上。因为碳酸氢铵溶液遇酸将分解，造成物料损失。调节pH值时，不能使用氢氧化钠或氢氧化钾等化合物，否则有可能形成丝钠铝石等杂质；可以使用氨水，或者膜电解等不引入杂质离子的中和方法。