[发明专利]一种去除酸法氧化铝中碱金属及碱土金属杂质的方法

说明书

本发明提供一种去除酸法氧化铝中碱金属及碱土金属杂质的方法，该方法包括如下步骤：将含杂质的AlCl₃.6H₂O晶体在低温加热使之发生水解反应，得到一种以氧化铝为主的非晶态原料；将制得的非晶态原料在常压下采用水溶液溶出，控制溶出温度为70℃～100℃，或加压下采用水溶液溶出，溶出温度控制为120℃～300℃，过滤，获得固体氧化铝或一水铝石晶体。本发明所述方法可以有效地去除氧化铝产品中的碱金属及碱土金属杂质，提高了产品质量，使粉煤灰酸法氧化铝可以直接应用于电解铝生产。

技术领域

本发明涉及工业氧化铝提取技术领域，具体为一种去除酸法氧化铝中碱金属及碱土金属杂质的方法。

背景技术

随着我国铝工业的迅速发展，铝土矿资源大量消耗，目前，高品位铝土矿已经匮乏，大量中低品位铝土矿已被开釆使用，但我国铝工业的发展面临仍然资源短缺问题，现阶段进口铝土矿资源已经超过了50％，而且进口比例还在不断扩大，我国铝工业随时都有可能面临“卡脖子”问题。目前有一些处理粉煤灰生产氧化铝的工业方法，但这些方法都存在一系列问题需要解决，比如：对于碱法来说，需要改善技术以实现固废减量处理；对于酸法来说，酸性溶液除杂的成本过高，氧化铝质量难以保障。因此针对我国酸法氧化铝中碱金属和碱土金属含量高的问题，亟需一种新的处理方法。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种去除酸法氧化铝中碱金属及碱土金属杂质的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种去除酸法氧化铝中碱金属及碱土金属杂质的方法，包括如下步骤：

(1)将含杂质的AlCl₃.6H₂O晶体在低温加热使之发生水解反应，生成一种以氧化铝为主的非晶态原料，制得的原料中氧化铝含量90％以上，氯含量小于10％；

(2)将步骤(1)中制得的原料在常压下采用水溶液溶出，控制溶出温度为70℃～100℃，溶出时间0.5h～2.0h，或加压下采用水溶液溶出，溶出温度控制为120℃～300℃，溶出压力控制在0.5Mpa～2.0Mpa，溶出时间0.5h～2h，溶出结束后，进行过滤，获得滤布上的固留物。

进一步地，步骤(1)中所述AlCl₃.6H₂O晶体中包括有如下杂质元素：Na，K，Li，Mg，Ca和Cl，水溶性的Na，K，Li，Mg，Ca，及部分Cl元素杂质，在步骤(2)的过滤步骤中与固留物分离。

进一步地，步骤(1)中采用通用型高压釜进行水解反应，控制水解温度在300℃～850℃，压力0.1～2.5Mpa，水蒸气通入速率为10-200L/min(以常温25℃标压计)，并将生成的含氯气体导出高压釜，以脱除氯化铝晶体中的氯，并获得一种以氧化铝为主的非晶态原料。

进一步地，所述步骤(2)的溶出过程中水与原料的液固质量比为3：1～15：1。

进一步地，所述步骤(2)中采用常压溶出获得的固留物为非晶态的氧化铝，而加压溶出获得的固留物为相对于步骤(1)制得的原料晶型发生转变，转变为结晶度良好的氢氧化铝(氧化铝含一个结晶水的一水铝石晶型)。

进一步地，所述步骤(2)溶出过程中采用通用型高压釜。

本发明提供了一种将氯化铝经过低温水蒸汽保护水解，得到氧化铝不定型中间产物，将中间产物在常压或高压条件下水溶出，使氧化铝中间产物中的氯、钠、钾、锂、镁和钙等杂质大部分溶解到水中，中间产物在高温高压下发生晶型转变，溶出后得到的氧化铝经高温煅烧后得到质量合格的工业氧化铝产品。该方法具有能量消耗低，氧化铝产品质量高的特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：