[发明专利]一种铝土矿酸法生产氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝的生产方法，特别涉及一种铝土矿酸法生产氧化铝的方法。 

技术背景

目前使用铝土矿资源生产氧化铝的企业几乎全部使用了碱法，其中拜耳法是生产氧化铝的最主要方法。但使用拜耳法生产氧化铝对铝土矿的品位要求较高，在矿石品位较低时，会由于矿物中的铝与含硅矿物结合生成水合硅铝酸钠而导致铝元素提取效率低、赤泥量大等问题的出现，以铝硅比为5的铝土矿为例，使用拜耳法生产氧化铝过程中其矿石中氧化铝的理论溶出率仅为80％左右，造成铝收率急剧下降，资源综合利用率低。中国铝业股份有限公司发明的一种一水硬铝石矿的溶出方法(CN101289205A)，但是并不能从根本解决中低品位铝土矿赤泥量大，资源利用率等缺点，而且大量的赤泥无法应用，占用大量的土地，并造成严重的土壤污染。 

在我国铝土矿资源中，铁含量较高(＞10％)的矿物总储量超过8亿吨，在使用高铁铝土矿为原料的拜耳法氧化铝生产过程中，矿石中较高的铁含量(氧化铁含量为10％～50％)会导致溶出赤泥量大、赤泥中铁含量过高且分离难度大等问题的出现。而现有的赤泥选铁工艺中，氧化铁提取效率多在20％～30％左右，赤泥中大部分铁元素未得到有效的利用。针对拜耳法的缺点，中国长城铝业公司发明的高铁铝土矿铝铁分离综合利用方法(CN1806930A)，贵阳铝镁设计研究院发明的从高铁铝土矿中提取铁和铝的方法(CN1766128A)，卢惠民等发明的一种以高铁铝土矿为原料制备得到多种产物的组合生产方法(CN101337683A)，但以上均存在着工艺复杂、有价元素综合利用率低等缺点。 

发明内容

针对现有酸法生产氧化铝的技术问题，本发明提供一种铝土矿酸法生产氧化铝的方法，采用铝硅比1.5～5的低品位铝土矿或氧化铁含量为10～50％的高铁铝土矿作为原料，通过盐酸浸出、浸出矿浆固液分离，浸出液萃取分离、氯化铝和氯化铁溶液直接热解得到氧化铝，同时回收其中的铁、硅等有价元素，整个流程中盐酸实现循环利用。 

本发明的方法按以下步骤进行： 

1、浸出 

采用的铝土矿原料中铝硅比为1.5～5或氧化铁重量含量为10～50％，所述的铝硅比为原料中氧化铝与氧化硅的质量比；将铝土矿原料粉碎至粒径小于150μm，置于密闭容器中用盐酸浸出，浸出时吹入氯化氢气体并加热至温度为80～220℃，浸出时间为60～240min；采用的盐酸重量浓度为5～20％，盐酸与铝土矿的液固比为2～20∶1L/kg；当铝土矿原料为铝硅比为 1.5～5的低品位铝土矿时，氯化氢气体的吹入量为0.6～1.0t/t铝土矿；当铝土矿原料为氧化铁重量含量10～50％的高铁铝土矿时，氯化氢气体的吹入量为0.9～1.3t/t铝土矿；浸出的反应方程式为 

Al(OOH)+3HCl＝AlCl₃+2H₂O 

Al(OH)₃+3HCl＝AlCl₃+3H₂O 

Fe(OOH)+3HCl＝FeCl₃+2H₂O 

Fe₂O₃+6HCl＝2FeCl₃+3H₂O 

浸出完成后分离浸出液和浸出渣；得到含铝、铁氯化物的浸出液和含硅浸出渣，其中浸出渣中SiO₂的质量含量在85％以上。 

2、萃取分离 

在浸出液中加入由萃取剂磷酸三丁酯和稀释剂磺化煤油组成的有机相进行萃取，有机相与水相体积比为1～7∶1，有机相中萃取剂的体积百分比为20～50％，萃取温度为25～75℃，萃取时间为0.5～10min；反应方程式为 

萃取后获得萃取相和萃余相，氯化铝进入萃余相得到氯化铝溶液，氯化铁进入萃取相。 

3、热解 

将氯化铝溶液和萃余相分离，将氯化铝溶液加热分解，热解温度为400～900℃，热解时间为5～60min，获得氧化铝和氯化氢气体；反应方程式为 

2AlCl₃+3H₂O＝Al₂O₃+6HCl