[发明专利]一种氯化铝浆液萃取除铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯化铝的纯化方法，特别涉及一种氯化铝浆液萃取除铁的方法。

背景技术

我国铝资源非常丰富，每年从铝土矿、煤矸石、粉煤灰中提取大量的铝。在铝的提取过程中，可以采用盐酸酸溶法生产出氯化铝溶液，溶液进一步浓缩得到结晶氯化铝。结晶氯化铝是一种重要的化工产品，常用做混凝剂、水清洁剂，还可用于氢氧化铝凝胶生产和冶金级氧化铝生产。但是铝土矿或粉煤灰用盐酸溶出、结晶得到的结晶氯化铝含有氯化铁成分，铁元素的存在会影响结晶氯化铝产品的品质。

工业生产中主要采用的氯化铝溶液除铁方法包括：化学沉淀法、树脂吸附法和溶液萃取法等。溶剂萃取法除铁利用了铁离子在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使铁离子从水溶液中转移到有机溶剂中。目前，用盐酸浸泡铝土矿和粉煤灰一般可以生产出100-250g/L的氯化铝溶液，按传统萃取方法，萃取氯化铝溶液所用的有机试剂体积与氯化铝溶液相当，1m³氯化铝溶液大致需要1m³有机溶剂，且需要容积相适应的萃取槽。由于工业生产过程中氯化铝溶液量大，故需要大型萃取设备，并且需要耗费大量的萃取试剂。

目前，尚未出现一种萃取剂使用量较少、同时不需要大型萃取设备的氯化铝浆液萃取除铁的方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本申请的发明人进行了深入研究。

本发明的目的在于提供一种氯化铝浆液萃取除铁的方法，该方法的萃取剂使用量较少、同时不需要大型萃取设备。

本发明提供一种氯化铝浆液萃取除铁的方法，包括如下步骤：

（1）用盐酸溶液将固含量为30wt%～60wt%的含铁的氯化铝浆液的pH值调节至1～3；

（2）配制包括萃取剂和磺化煤油的萃取有机相，所述萃取剂的体积占该萃取有机相体积的30vol%-60vol%,其中所述萃取剂选自二(2-乙基己基磷酸)、磷酸三丁脂、N，N’-二（1-甲基庚基）乙酰胺、三辛基叔胺，仲辛醇中的一种或多种;

（3）将步骤（1）得到的浆液与步骤（2）得到的萃取有机相混合以进行萃取，达到萃取平衡后分离有机相和水相，所述水相为萃取后的氯化铝浆液；

（4）将步骤（3）的萃取后的氯化铝浆液进行固液分离，得到结晶氯化铝产品和分离后的氯化铝溶液；

（5）将步骤（3）的有机相与盐酸溶液混合，进行反萃取以回收有机相。

在本发明中，步骤（1）为用盐酸溶液调节含铁的氯化铝浆液的pH值。该盐酸溶液的浓度并未特别限制。优选地，该盐酸溶液的浓度可以为1-5wt%,更优选为2-3wt%。调节后的含铁的氯化铝浆液的pH值可以为1～3，优选为2-2.5，更优选为2.1-2.3。含铁的氯化铝浆液的固含量可以为30wt%～60wt%，优选为35wt%～55wt%，更优选为40wt%～50wt%。

在本发明中，步骤（2）为配制萃取有机相的步骤。配制的方法没有特别限制，例如可以将各个组分混合均匀即可。该萃取有机相可以包括萃取剂和磺化煤油。该萃取有机相还可以包括其他合适的稀释剂，其他合适的稀释剂是本领域所已知的那些，这里不再赘述。优选地，该萃取有机相由萃取剂和磺化煤油组成。

在本发明中，所述萃取剂的体积占该萃取有机相体积的30vol%-60vol%,优选为35vol%-55vol%，更优选为40vol%-50vol%。

在本发明中，所述萃取剂选自二(2-乙基己基磷酸)、磷酸三丁脂、N，N’-二（1-甲基庚基）乙酰胺、三辛基叔胺，仲辛醇中的一种或多种。优选地，本发明的萃取剂选自二(2-乙基己基磷酸)、磷酸三丁脂、N，N’-二（1-甲基庚基）乙酰胺、三辛基叔胺，仲辛醇中的一种或两种。更优选地，本发明的萃取剂选自二(2-乙基己基磷酸)、磷酸三丁脂、N，N’-二（1-甲基庚基）乙酰胺、三辛基叔胺，仲辛醇中的一种。再优选地，本发明的萃取剂为磷酸三丁脂和仲辛醇的混合物。

在本发明中，步骤（3）为萃取步骤，其中，所述萃取有机相可以占浆液与萃取有机相的总体积的30vol%～70vol%，优选为40vol%～65vol%，更优选为50vol%～60vol%。

在本发明中，在步骤（3）中，萃取温度可以为20～80℃，萃取时间可以为0.1～2小时。优选地，萃取温度可以为30～70℃，萃取时间可以为0.2～1.5小时；更优选地，萃取温度可以为35～50℃，萃取时间可以为0.3～1小时。