[发明专利]从低品位含铝矿石中提取氧化铝的方法

说明书

本发明涉及一种化学提取冶金工艺，特别是涉及从低品位含铝矿石中用非碱法提取氧化铝，最终生产氢氧化铝和氧化铝产品的工艺方法。

现有氧化铝生产工艺，完全采用拜耳法、烧结法或联合法等碱法工艺，碱法工艺由于涉及较复杂的脱硅工序，因而工艺要求处理的矿石中氧化铝含量高(＞50～60％)，氧化硅含量低(如拜耳法要求铝硅比＞7～8)，从而限制了由低品位高硅铝矿石用碱法工艺生产氧化铝的可能性。

显然，采用碱法工艺生产氧化铝，将无法利用我国储量丰富的低品位高硅铝钒土，以及明矾石矿、高岭土等来提取氧化铝，而且碱法工艺中还有高温高压的脱硅作业，这样生产操作增加了一定难度也增大成本。

为了革新碱法工艺，后有许多人进行了酸法工艺的研究开发。如文献(1)：美国专利公开号4,124,680(1978.11.7)题为：“用酸浸含有其它元素的高铝矿石来获得纯氧化铝的方法”。[US Patent 4,124,680(1978)中，Method ofobtaining pure alumina by acid attack on aluminous minerals containingother elements]。(2)金属杂志1962，121-125中题目为：“用酸提取氧化铝”(Journal of Metals 1962：121-125 Alumina by acid extraction)。

酸法工艺是采用无机酸(如硫酸、盐酸等)来处理铝矿石，矿石中的氧化铝与酸作用生成铝盐，此外矿石中的铁钛等杂质也将生成相应的盐与铝盐一起进入提取液，而矿石中的氧化硅则因不溶于酸几乎全部残留于不溶性的矿渣中。除去铝盐溶液中的杂质(主要是铁)，再经过后处理及煅烧，即可制得冶金用氧化铝，图1例示了一种酸法工艺流程。

与碱法工艺相比，酸法工艺的主要特点是：

A.无需进行复杂的脱硅工艺操作，从而适于处理高硅铝土矿，比碱法有更大的原料适应性。

B.由于铝矿石中铁含量远比硅少，因此铝盐的除杂量很少，生产流程中的物流通量，动力及热能消耗减少，设备的复杂程度与操作均较碱法要少或更为简便，从而可节省设备投资与操作费。

C.由于采用酸溶矿石，酸对生产设备的腐蚀问题及环境污染问题突出。

D.氧化铝中铁杂质的去除比较困难。

E.酸法生产工艺的中间产物是含铝极低的铝盐，如果用直接焙烧的方法使其分解成氧化铝，将需耗费大量的热能，且酸根回收不易；如果采用其它解离铝盐的方法，则又会产生大量的副产物。这些均使酸法工艺在经济上难以立足，至今酸法没有在工业上得以实现。

本发明的目的在于克服上述碱法和酸法工艺的不足，为了从多种低品位(氧化铝含量＜40％)铝土矿中提取氧化铝，以克服碱法工艺对矿石中硅含量的限制性要求，充分地利用我国低品位铝土矿资源，发明目的之二采用非酸非碱原料处理矿石，克服了原有工艺(尤其是酸法工艺)对生产设备腐蚀严重及环境污染的弊病，目的之三利用一种可回收循环使用的硫酸铵溶矿，因而本发明工艺可将原料消耗降至最低限度，并且不形成副产物，经济上可以立足，目的之四为了提高氧化铝的溶出率。

本发明的目的是这样实现的：

(1)本发明硫铵法的基本原理可由下述反应式表述：

①

②

③

④

⑤

(2)硫铵法基本工艺过程：

第一步，首先将含铝矿石破碎、筛分，取100～300目粒度范围的矿粉为生产原料；

第二步活化焙烧，矿粉在500～700℃下活化焙烧1～3小时，使矿石中的氧化铝得以活化，可大大提高氧化铝的溶出率；本发明工艺中由于采用了矿石焙烧工艺，破坏了铝土矿中含铝氧化物与其它组分间的键合力，使矿石中的氧化铝处于分散状态，有较大的作用表面，化学活性很高，从而可大大提高氧化铝的溶出率；