[发明专利]复杂含钛铝精矿的溶出方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金和湿法冶金技术领域，尤其涉及一种复杂含钛铝精矿的溶出方法。

背景技术

随着氧化铝工业的发展，我国氧化铝年产量已达到三千多万吨，每年消耗铝土矿约为六千万吨，我国铝土矿资源尤其是优质铝土矿资源已出现短缺，许多氧化铝厂的生产原料中进口铝土矿的配比逐渐增加。为了保证我国氧化铝工业健康持续发展，开发铝土矿以外的其它铝资源显得尤为重要。目前，广西、湖南、重庆均发现规模较大的铝、钛共伴生铝资源，如在广西凤山县、天峨县发现的大型硫铁矿，其资源储量约为2.5亿吨，采用适当的选矿方法，可将这种矿石分选出铝精矿，其产率为15～20％，其中钛成分较高，具有铝、钛综合回收价值。然而，由铝、钛共伴生的硫铁矿分选出的复杂含钛铝精矿作为生产氧化铝的原料，矿石成分复杂，硅含量高，且残留有一定的硫化物及选矿药剂，溶出非常困难。

根据铝土矿性质的不同，生产氧化铝的方法不同，工业上主要采用拜耳法、烧结法以及拜耳-烧结联合法生产。当铝土矿的铝硅比超过7时，通常采用拜耳法生产，当铝硅比小于6时，通常采用烧结法生产，当铝硅比在6至7之间时常采用拜耳-烧结联合法生产。与烧结法相比，拜耳法生产氧化铝的工艺流程简单，能耗及生产成本低，且产品质量好，其应用范围越来越广，国内该法使用率已超过50％。溶出是氧化铝生产过程中最重要的工艺环节，氧化铝的溶出速率和溶出率直接决定着氧化铝的生产效率和铝回收率。对于复杂含钛铝精矿(其中Al₂O₃质量一般为60～70％，TiO₂质量为4～6％，铝硅比为5～8)，其物相主要为一水硬铝石、铝硅复合氧化物、钙钛矿和金红石，而且该矿中通常残留一定的硫化物及选矿药剂，采用常规的拜耳法溶出该精矿时，渣产率高，氧化铝溶出率低，高温溶出时必须同时向体系中加入石灰，以抑制钛对溶出过程的不利影响，然而这会使渣量及渣中钙含量增加，为后续采用硫酸酸法从渣中提取钛(在颗粒表面生成难溶的硫酸钙包裹物)造成不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氧化铝溶出速率和溶出率较高且渣量少、钛富集度高的复杂含钛铝精矿的溶出方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

复杂含钛铝精矿的溶出方法，以高浓度NaOH水溶液作为溶剂，以复杂含钛铝精矿作为溶质，在高温、高压、搅拌条件下进行溶出；复杂含钛铝精矿的铝硅比为5～6.1，高浓度NaOH水溶液的浓度大于等于300g/L，高温条件为大于等于280℃，高压条件为大于等于6.4MPa。

复杂含钛铝精矿的粉末粒径小于150μm，高温条件为280℃～290℃，高压条件为6.4～7.4MPa，搅拌条件为400～750r/min。

上述复杂含钛铝精矿的溶出方法，按以下步骤操作进行：

(1)铝精矿预处理

将复杂含钛铝精矿干燥、磨矿后进行筛分，获得铝精矿粉末，称取适量的粉末作为溶质(生产Al₂O₃的原料)；

(2)溶剂的配制

根据铝精矿中所含氧化铝的量和步骤(1)中溶质的量，配制出高浓度NaOH水溶液作为溶剂；

(3)混料

将步骤(1)称量的铝精矿粉末与步骤(2)所得的高浓度NaOH水溶液混合，搅拌成均匀的悬浮液；

(4)高压溶出

将步骤(3)所得的悬浮液放入高压釜内，在高温、高压且无任何添加剂的条件下进行溶出，同时进行搅拌，反应完成后冷却降至室温，然后将溶出矿浆取出，得到含渣浆液；

(5)固液分离

将步骤(4)所得的含渣浆液进行沉降和或过滤；可采用沉降，也可采用过滤，或先沉降后过滤，一般根据沉降和过滤条件选择沉降时间和过滤次数；

(6)滤饼洗涤

用热水对步骤(5)所得滤饼进行洗涤，获得铝酸钠溶液及富集钛的湿溶铝渣；

(7)干燥

将步骤(6)所得的湿溶铝渣进行干燥，之后取少量干溶铝渣研磨后进行测试分析。

步骤(3)混料时铝精矿粉末与高浓度NaOH水溶液按液固比为3～5：1(L/Kg)进行混合。

步骤(4)中反应时间为70～120min。