[发明专利]化学浮选法处理低品铝土矿的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及低品位铝土矿，特别是一种利用化学浮选法处理低品位铝土矿的综合利用方法。

背景技术

随着国民经济的快速持续发展，我国的铝工业也产生了翻天覆地的变化。铝工业的快速发展较好地满足了国民经济建设和社会发展的需要，但随之也带来了资源和能源大量消耗的问题。特别是铝土矿资源贫乏问题，已成为制约我国铝工业持续发展的瓶颈问题。据统计，2001～2007年间，我国用于氧化铝、氟化铝生产的铝土矿品位显著下降，矿石铝硅比从平均约10下降至平均不到7，由于2008年新的氧化铝厂的投产，更加剧了资源的紧张局面，矿石平均铝硅比已降至6以下。我国已探明的铝土矿中99%为一水硬铝石型铝土矿，其特点是难磨、难溶、高硅、低铝硅比，目前我国铝土矿主要用于生产氧化铝，以混联法生产工艺为主，生产流程长、能耗高、建设投资大、产品质量差。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种化学浮选法处理低品位铝土矿的综合利用方法，以解决上述问题。

本发明提供一种化学浮选法处理低品位铝土矿的综合利用方法，包括以下步骤：

化学浮选除硅：将粒度为50～100目的低品铝土矿颗粒和氟化氢气体置于流化床反应器中，在室温～110℃反应10～30min，得到脱硅固体残渣；用清水洗涤过滤所述脱硅固体残渣，得到高品铝土矿；

碱溶反应溶铝：在245～260℃采用氢氧化钠溶液溶解所述高品铝土矿1～3h，过滤，得到溶铝滤液和赤泥；

碳分焙烧制氧化铝：在温度不大于35℃时，以2.5～3.5L/min的速度向所述溶铝滤液中通入二氧化碳进行碳分反应，直至形成pH值为10～12的碳分混合物，依次对所述碳分混合物进行过滤、洗涤、干燥、焙烧处理得到氧化铝产品；

气体吸收氨解制白炭黑：采用乙醇水溶液吸收所述气体生成物，得到含有二氧化硅的水解产物；在70～90℃向所述水解产物中加入氨水直至pH值为6～8；然后在70～90℃陈化0.5～2小时，得到浑浊液；过滤所述浑浊液，得到白炭黑沉淀和含氟滤液；洗涤、干燥所述白炭黑沉淀，得到白炭黑产品；

回收氟资源：对所述含氟滤液依次进行减压蒸发浓缩、结晶、干燥处理，得到氟化铵晶体。

其中，所述低品铝土矿中的铝硅比小于等于7。所述低品铝土矿的原矿中以氧化铝、二氧化硅等为主要成分，并含有氧化钾、氧化钛、氧化铁等杂质，而且所述低品铝土矿中的各元素基本上是以氧化物形式存在的，其中的氧化铝具体地主要可分为一水硬铝石、三水铝石和一水软铝石。因此，本文中的“硅的脱除率”和“脱硅率”均是指二氧化硅的脱除率，“铝含量”是指氧化铝含量，“铝的回收率”是指氧化铝的回收率，“铝溶出率”是指氧化铝等含铝化合物的溶出率，“硅含量”是指氧化硅的含量，“钾含量”是指氧化钾含量，“钠含量”是指氧化钠含量。低品铝土矿原矿中含有一水硬铝石、部分三水铝石和部分一水软铝石。所述室温的温度为10～40℃。另外，本文中所述的“氟化氢气体”是指无水氟化氢气体。

基于上述，所述化学浮选除硅的步骤包括：依次对低品铝土矿原矿进行破碎、研磨处理，得到所述低品铝土矿颗粒；先将粒度为50～100目的所述低品铝土矿颗粒置于所述流化床反应器中，再向所述流化床反应器中通入所述氟化氢气体，在真空度为0.08～0.1MPa的负压条件下，控制反应温度为20～40℃，所述氟化氢气体在所述流化床反应器中停留10～20min，以去除所述低品铝土矿颗粒中的硅元素和部分铁元素，得到所述脱硅固体残渣和含有氟化硅的气体生成物。

其中，因为在脱硅过程中会有氟化硅气体产生，所以，在所述低品铝土矿颗粒发生分解时，所述流化床反应器是处于负压状态的。该步骤主要涉及的反应方程式为：

Fe₂O₃+HF=FeF₃+3H₂O，SiO₂+4HF=SiF₄+2H₂O。

基于上述，在所述化学浮选除硅步骤中，所述清水的温度为80～90℃。

基于上述，所述碱溶反应溶铝的步骤包括：碾磨所述高品铝土矿，得到高品铝土矿颗粒；将所述高品铝土矿颗粒置于高压釜中，并向所述高压釜中加入氢氧化钠溶液，其中，所述氢氧化钠溶液的浓度为310～390g/L；然后将所述高压釜加热至245～260℃，使所述高品铝土矿颗粒与所述氢氧化钠溶液反应1～3h溶解所述高品铝土矿颗粒中的氧化铝，形成碱溶混合物；过滤所述碱溶混合物得到所述溶铝滤液和赤泥。