[发明专利]一种铝土矿的综合利用方法

说明书

本发明提供了一种铝土矿的综合利用方法，所述方法将铝土矿、石灰和碱液混合制成矿浆进行一段溶出反应得到溶出浆液；浆液依次经稀释脱硅、液固分离和洗涤后，得到一段赤泥和种分精液；一段赤泥与铝酸钠溶液混合形成二段溶出料浆，向其中加入石灰进行二段溶出反应，反应后经液固分离和洗涤，得到二段赤泥和铝酸钠溶出液；二段赤泥与碱液混合后，经三段溶出反应、过滤和洗涤得到硅酸钙渣和三段溶出液，三段溶出液循环利用，最终氧化铝综合溶出率达92％以上。本发明实现了赤泥的无害化和减量化与资源化利用，具有原料来源广、反应条件温和、设备投资少、生产成本低、工业可操作性强、固废排放少和氧化铝回收率高等特点，实现了氧化铝的清洁生产。

技术领域

本发明属于氧化铝生产方法领域，涉及一种铝土矿的综合利用方法，尤其涉及一种难溶的低品位一水硬铝石型铝土矿的综合利用方法。

背景技术

氧化铝工业在国民经济的发展中具有不可替代的重要作用，氧化铝产量从1954年的2.66万吨发展到2015年的5865万吨。工业氧化铝总产量的90％以上用于电解生产金属铝，其他则广泛应用于化工、陶瓷、医药和电子等领域。氧化铝工业生产基本采用拜耳法、烧结法和拜尔-烧结联合法。由于烧结法具有能耗高、流程复杂以及氧化铝产品质量不如拜耳法的缺点，因此近年来新建工厂多采用拜耳法生产氧化铝。目前，我国采用拜耳法工艺生产的氧化铝产量约占总产量的80％以上。

拜耳法产生的赤泥是我国有色金属行业产生量最大的固体废弃物，年产生量约在6000万吨以上，累计堆存量超过3.5亿吨，综合利用率约为4％，是制约氧化铝工业可持续发展的瓶颈。赤泥中碱性物质的存在，使得赤泥在传统无机硅酸盐材料中的应用受到限制。目前，赤泥主要采用筑坝堆存的方式处理，不仅占用大量土地，也对农田和地下水造成污染。对于资源紧缺、环境问题突出的我国来说，充分利用铝土矿中的有价元素，提高产品附加值，减少固废物排放，发展绿色环保、经济可行的氧化铝清洁生产技术意义重大。

目前氧化铝生产方法的改进成果主要包括选矿拜耳法和石灰拜耳法，其均已得到半工业试验和工程化研究的证明，可经济的处理难溶的一水硬铝石矿。选矿拜尔法的不足在于，增加选矿成本，能耗增大，尾矿中含有大量氧化铝且带来尾矿处理问题，全过程氧化铝的资源利用率较低；石灰拜耳法存在石灰添加量大，氧化铝回收铝低，赤泥排放量大的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种经济环保的一水硬铝石型铝土矿的综合利用方法，通过优化铝土矿溶出工艺，调控赤泥物相，赋予赤泥有利于二次提铝的物相组成，提高氧化铝溶出效率和赤泥分离效率，降低赤泥含碱量，减少生产成本、设备投资，增强工业可操作性，并减少固废排放量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种铝土矿的综合利用方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将铝土矿、石灰和碱液混合制成矿浆，进行一段溶出反应，得到溶出浆液；

(2)步骤(1)中得到的浆液依次经稀释脱硅、液固分离和洗涤后，得到一段赤泥和种分精液，所得种分精液经分解和液固分离后得到氢氧化铝和种分母液，氢氧化铝经洗涤和焙烧制得氧化铝产品，种分母液循环利用；

(3)将步骤(2)制得的一段赤泥与铝酸钠溶液混合形成二段溶出料浆，向其中加入石灰进行二段溶出反应，反应后经液固分离和洗涤，得到二段赤泥和高碱浓度的铝酸钠溶出液；

(4)步骤(3)所得高碱浓度的铝酸钠溶出液经脱硅后得到脱硅渣和脱硅液，脱硅液依次经蒸发和冷却结晶得到水合铝酸钠和结晶母液，所得水合铝酸钠和结晶母液均循环利用；

(5)步骤(3)所得二段赤泥与碱液混合后，依次经三段溶出反应、过滤和洗涤得到硅酸钙渣和三段溶出液，三段溶出液循环利用。

本发明所制得的硅酸钙渣可用于生产水泥、路基材料和环境修复材料等。