[发明专利]一种氧化铝的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝的回收方法。

背景技术

中国铝土矿资源十分短缺，我国以占世界3％的资源储量维持了世界约30％的氧化铝生产量，资源消耗非常严重，保障年限不足10年；另外，优质的铝土矿资源也极为短缺，氧化铝/氧化硅质量比(A/S)为4-6的中低品位矿占总储量的60％。因此，我国特别重视从含铝工业废渣和含铝伴生矿中回收氧化铝的技术研究。

目前我国从含铝工业废渣或含铝半生矿中回收氧化铝的方法主要分为碱法和酸法，其中碱法有火法和湿法，酸法有硫酸铵法和盐酸法。

●碱法

碱法是参照氧化铝生产工艺(由铝土矿生产)，稍加改进而来的。火法和湿法分别对应氧化铝工艺中的焙烧法和拜耳法。火法的大致工艺是将含铝废渣或伴生矿高温焙烧，使Al活化，其他杂质元素固化，然后焙烧渣用碱液将Al浸出，再结晶得到Al(OH)₃，将Al(OH)₃焙烧后得到Al₂O₃。湿法基本是高浓度碱液浸出，然后结晶得到粗铝酸钠/钾，再将粗铝酸钠/钾溶解在稀碱液中，除杂后再结晶，得到Al(OH)₃，将Al(OH)₃焙烧后得到Al₂O₃。

一般含铝废渣或伴生矿中含有大量的Si，而Al和Si在碱溶液中都有一定的溶解度，因此，杂质Si的分离是碱法流程设计重点。火法中，由于Si被焙烧固化，所以火法中Al和Si的分离率是比较高的，因此，有大量专利采用该方法用来铝回收，如CN201110117710.9。但是，由于焙烧法的烧结温度较高，能耗是拜耳法的2-4倍，在氧化铝工业中不具有经济性，已逐渐被淘汰。而含铝废渣和伴生矿中Al含量一般远低于铝土矿，因此，采用火法来处理含铝废渣或伴生矿，也很难具有经济性。

拜耳法是目前氧化铝生产的主流工艺，但同样是受制于分离Si杂质，仅适用于A/S较高的矿物，因为，碱液中Si和Al会形成比较稳定的不溶物，除Si会导致Al损失，而且基本上去除Si会损失等摩尔的Al。为了避免这种情况，有文献和专利采用两次结晶来减少碱液中的Si含量，以降低除Si过程的Al损失，即湿法回收氧化铝，如CN201010565571.1和CN200810102216.3。但是，两段结晶中碱液的浓度相差很大，而湿法中碱液是循环使用的，这样每个循环都涉及到碱液的稀释和蒸发，能耗很大，基本与焙烧法相当；而且高碱部分的碱浓度很高，往往导致蒸发设备和高碱部分的浸出设备的腐蚀严重。

因此，碱法中无论火法还是湿法，由于能耗和设备腐蚀的问题，很难大范围的应用。

●酸法

Si是含铝废渣或伴生矿的主要杂质，而Si在酸性溶液中不溶，另外，一般含铝废渣或半生矿中Fe含量也比较少，所以，有文献和专利采用酸法来回收氧化铝，酸法分为硫酸铵法和盐酸法。

硫酸铵法的一般步骤是先将硫酸铵配入含铝废渣或伴生矿中进行焙烧，然后将焙烧渣浸出得到含硫酸铝铵的溶液，该溶液通过结晶后再溶解得到精制的硫酸铝铵溶液，然后向溶液中通入氨气得到Al(OH)₃和硫酸铵溶液。将Al(OH)₃焙烧后得到Al₂O₃；硫酸铵溶液经蒸发后，继续循环使用。相关的专利如CN200910187282.x和CN200710118679.4等。

该方法存在的弊端有：1、回收硫酸铵时水份蒸发量大；2、反应过程中氨损失量大，需要定时补氨；3、铝的回收率低。

用盐酸溶液浸出含铝废渣或伴生矿，形成的溶液结晶得到AlCl₃固体，固体经焙烧得到盐酸和粗氧化铝，盐酸回用，粗氧化铝的处理步骤与拜耳法基本相似—碱浸出后结晶。相关的专利如CN201110103782.8和CN201010294267.8等。

该方法同时涉及到酸、碱，过程中不可避免的酸碱中和导致酸、碱损失量大；另外，AlCl₃焙烧回收盐酸过程中，会对焙烧炉和配线管道造成严重的腐蚀，对材质的要求很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铝的回收方法，该方法采用湿法溶出处理从含铝工业废渣和/或含铝伴生矿中回收氧化铝，使用含醇碱的溶液作为溶出处理的溶剂，提高了氧化铝的回收率并降低了回收过程中的能耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种氧化铝的回收方法，该方法包括：