[发明专利]综合处理铝土矿的方法

说明书

本发明涉及有色金属冶金，尤其涉及从铝土矿生产矾土的领域。该方法尤其能有效处理含菱铁矿的铝土矿。

铝土矿的主要成分是铝和铁的化合物。从铝土矿生产矾土时要尽可能获得最多的氧化铝，将所有铁化合物倾倒在堆场上，在一些矾土生产设备中每年可能会产生上百万吨的氧化铁。在矾土生产过程中分离出铁化合物不仅可改善赤泥的浓缩和洗涤或者泥浆配料的烧结工艺步骤参数，而且也特别有利于环境，延迟泥浆区的使用寿命。

已知不仅有从铝土矿、而且也有从赤泥中分离出铁的方法。根据彼特生(Pedersen)的方法，在电弧炉中使得铝土矿和氧化钙混合物在1500℃温度下熔化，产生生铁和铝钙渣，以湿法冶金技术继续处理铝钙渣制成矾土(参见Ni L.P.，Gol′dman M.M.，SolenkoT.V.Pererabotka vysokozelezistych boksitov-Metallurgija，M.，1979，S.203)。

已知也有拜尔法的改进类型，也就是包括铁分离中间阶段的烧结工艺，根据克鲁帕-雷恩法在有一种还原剂存在的情况下，在1250～1300℃温度下熔化赤泥，通过磁性分离出铁，将炉渣与石灰石和苏打在1200℃温度下进行烧结，浸析烧结饼获得铝酸钠溶液，并且使用淤泥生产水泥(ibid.，S.205)。

已知对含有菱铁矿的铝土矿进行磁化煅烧的方法可使得菱铁矿分解，将铁化合物转变为磁性化合物，随后以磁分离法获得磁选化合物(ibit.，S.215)。

以上方法不仅可从铝土矿、而且也可从赤泥中分离出铁，以火法冶金的煅烧或熔化阶段为前提条件，这会导致建筑投资和能源与还原剂费用增大。火法冶金工序会产生大量污染环境的排放。

与本发明最为接近的接近方案是一种从含铝矿石获取铝和铁的方法(参见美国专利号2155919，Kl.C22B3/10，C2253/22，C22B21/00，C22B3/38，C22B3/00，2010年2月24日公布)。该专利说明书中描述了从含矾土的矿石中获取铝和铁离子的工艺。这种从矿石获取的方法在于使用酸浸析预煅烧的矿石，制成浸析产物和一种固态沉淀物。浸析产物包含在铝和铁离子溶液之中。从含有铁和铝离子的混合物中获取铝离子的方法在于从含有铁和铝离子、一种有机溶剂和一种萃取剂的混合物中获取铝离子，这种混合物适合用来制备一种金属有机络合物，基本上可选择含有可溶解于所述有机溶剂中的铁离子或铝离子。

该方法的缺点在于必须预煅烧矿石，并且难以回收浸析过程中使用的酸，这会导致能耗增大，并且环境污染严重。

本发明的任务在于提高处理铝土矿的效率，也包括提高处理含菱铁矿的铝土矿制成矾土以及商品级铁精矿的效率。

技术结果是在根据拜尔法或拜尔烧结工艺将铝土矿处理成矾土的第一阶段中分离出商品级产物形式的铁化合物。

可根据以下两种方案解决该任务：

方案1

附图1所示为工艺流程原理图。

在使用循环螯合物溶液(也即乙二胺四醋酸钠盐与一种弱酸(例如醋酸)的混合物)的条件下将铝土矿磨碎。然后加热悬浮液，从含有铁的铝土矿化合物中分离出铁形成一种铁螯合物：

Fe₂O₃+2Na₂H₂edta+2CH₃COOH＝2Na[Fe edta]+2CH₃COONa+3H₂O[1]

FeCO₃+Na₂H₂edta＝Na₂[Fe edta]+H₂O+CO₂[2]

除了铁螯合物之外，也会产生少量的铝螯合物Na[Al edta]。在分离出铁之后将悬浮液分离成固相(去除了菱铁矿的高品位铝土矿，可根据任意一种方法将其继续处理成矾土)和液相(可通过两次改变溶液的pH使其分解)。使用循环碳酸氢钠中和铁螯合物达到pH7-8，沉淀出片钠铝石，将其从溶液中分离出来。

Na[Aledta]+4NaHCO₃＝NaAl[CO₃](OH)₂↓+Na₄edta+3CO₂+H₂O[3]

在溶液的pH值高达12的条件下再次从铁螯合物中萃取铁，沉淀出氢氧化铁：