[发明专利]一种低品位含铝原料的综合利用方法

权利要求书

1.一种低品位含铝原料的综合利用方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)将铁酸钠、低品位含铝原料和石灰混合，制成待浸出物料；铁酸钠的加入量按待浸出物料中Fe₂O₃与Al₂O₃的质量比为0.4～0.6，石灰的加入量按待浸出物料中CaO与Al₂O₃的质量比为0.6～0.8；所述的低品位含铝原料为低品位铝土矿、赤泥、粉煤灰或霞石，按重量百分比含Al₂O₃ 50～70％；

(2)将苛性碱液与待浸出物料混合，混合比例按液固比为4.0～5.0，然后在230～275℃浸出反应0.5～1.5h，浸出反应完成后过滤分离，获得浸出渣和浸出液；所述的苛性碱液中氢氧化钠浓度为220～280g/L；

(3)向浸出液中加入石灰乳或石灰，加入量按全部物料中CaO和Al₂O₃的质量比为1.2～1.6，然后在60～80℃进行停留反应，时间1.0～3.0h，停留反应完成后获得铝酸三钙浆液；所述的石灰乳中CaO的质量百分比为12～18％；

(4)将铝酸三钙浆液过滤，获得一次固相和一次滤液；将一次固相用80～95℃的热水洗涤，热水用量为一次固相质量的0.5～1.5倍，获得铝酸三钙滤饼和铝酸三钙洗液；一次滤液作为高分子溶液；

(5)将高分子溶液和铝酸三钙洗液混合后加热蒸发，至氢氧化钠浓度为220～280g/L，制成苛性碱液，将全部苛性碱液中质量的90～95％返回步骤(1)使用；

(6)将铝酸三钙滤饼与蒸发母液混合，在温度160～200℃条件下进行二次溶出反应，时间0.5～2.0h，反应完成后获得碳酸钙浆液；所述的蒸发母液中Na₂CO₃的浓度为100～200g/L，NaOH的浓度为10～20g/L，蒸发母液与铝酸三钙滤饼的质量比为4～5；

(7)将碳酸钙浆液过滤，获得二次固相和二次滤液；将二次固相用80～95℃的热水洗涤，热水用量为一次固相质量的0.5～1.5倍，获得碳酸钙滤饼和碳酸钙洗液；二次滤液作为碳酸钙滤液；

(8)将碳酸钙滤液、碳酸钙洗液和步骤(5)中剩余的苛性碱液混合，获得混合液；向混合液中通入CO₂，CO₂的通入量按CO₂与混合液中Al₂O₃的质量比为1.0～1.5，完成碳酸化分解，获得碳酸化分解浆液；

(9)将碳酸化分解浆液过滤，获得三次固相和碳分母液；将三次固相用80～95℃的热水洗涤，热水用量为一次固相质量的0.5～1.5倍，获得氢氧化铝滤饼和氢氧化铝洗液；氢氧化铝滤饼经洗涤烘干后，得到的固相为氢氧化铝；

(10)将碳分母液和氢氧化铝洗液混合，通入高压蒸汽蒸发后过滤分离出蒸发母液和碳酸钠滤饼；高压蒸汽的通入量根据是：控制蒸发母液Na₂CO₃浓度为100～200g/L，NaOH浓度为10～20g/L；蒸发母液返回步骤(6)使用。

2.根据权利要求1所述的一种低品位含铝原料的综合利用方法，其特征在于步骤(2)中，浸出渣用80～95℃的热水洗涤，热水用量为一次固相质量的0.5～1.5倍，获得钙铁榴石滤饼和钙铁榴石洗液；钙铁榴石洗液与浸出完成后的物料混合后一同过滤。

3.根据权利要求1所述的一种低品位含铝原料的综合利用方法，其特征在于步骤(7)中，碳酸钙滤饼在800～1050℃条件下焙烧1～3h，得到石灰。

4.根据权利要求3所述的一种低品位含铝原料的综合利用方法，其特征在于获得的石灰加入90～100℃热水进行石灰消化，获得CaO的质量百分比在12～18％的石灰乳，返回步骤(3)使用。

5.根据权利要求1所述的一种低品位含铝原料的综合利用方法，其特征在于步骤(10)获得的碳酸钠滤饼经洗涤后，与铁精矿或铁锈混合，混合比例按全部物料中Na₂CO₃与Fe₂O₃的质量比为0.35～0.40，然后在800～1000℃条件下焙烧30～120min，制成铁酸钠，作为步骤(1)的原料使用。