[发明专利]生产氧化铝的方法

说明书

本发明涉及冶金，具体而言涉及生产氧化铝的酸性方法，并可用于处理低级含铝原材料。

已知一种通过盐酸浸取由高二氧化硅矾土生产氧化铝的方法，所述方法涉及：在至多700℃的温度煅烧含铝原材料；将其用盐酸进行处理；通过用气态氯化氢使澄清的氯化物溶液饱和而使氯化铝盐析；煅烧氯化铝以生产氧化铝；并且在酸处理和盐析步骤中进行母液热水解并回收氯化氢(Elsner D.,Jenkins D.H.和Sinha H.N.Alumina viahydrochloric acid leaching of high silica bauxites-process development.Light metals,1984,411-426页)。

根据所述方法，六水合氯化铝由于用气态氯化氢盐析而从溶液中分离；但是最终产物中的磷含量超出了冶炼级氧化铝允许限度1.5倍。

所述方法的缺陷还包括需要在后续技术处理阶段中生产干燥的氯化氢气体以便将其循环用于盐析处理阶段，在某些情况下，所述缺陷使过程过于复杂且增加热能消耗。

与所要求保护的方法最接近的是盐酸氧化铝生产方法，其包括：对预煅烧的原材料进行酸处理，蒸发澄清氯化物溶液同时使六水合氯化铝(AlCl₃·6H₂O)结晶，然后将其煅烧为氧化物，其被作者称为“粗氧化铝”(有色金属冶金学家手册：氧化铝生产工艺[俄罗斯].Metallurgiya:Moscow,1970,236-237页)，因为铁和其他杂质(除硅之外)的含量高。此中间材料随后通过常规的碱拜耳法处理以去除铁、磷和其他杂质，从而生产冶炼级氧化铝。

但是，几乎不可能确保在从含有氯化铁和其他杂质金属以及磷的溶液中结晶AlCl₃·6H₂O期间的高纯度目标产物。因此，必需将六水合氯化铝溶解于水中然后将其再沉淀；这导致为了蒸发额外引入循环中的水而不可避免的热能消耗。

所述方法的其他缺陷还包括工艺设计过于复杂、其实现期间的总能耗高、从酸循环至碱循环的氯迁移以及与其相关的额外碱损耗(多至36～37kg/吨氧化铝)。这些是所述方法没有工业应用的原因。

本发明基于包括以下的目的：开发一种由低级原材料生产冶炼级氧化铝的方法，其允许处理低级的高二氧化硅矿和废物。

技术结果是改进氧化铝品质和减少能量使用。

以上技术结果如下实现：在氧化铝生产方法中，包括：用盐酸处理含铝原材料；通过将澄清的氯化物溶液蒸发而使六水合氯化铝结晶；并且将六水合氯化铝热分解以生产氧化铝；在平均粒度为250μm～500μm的六水合氯化铝种晶存在下添加氯化钙(其中澄清溶液中氯化钙总重量与估算的氧化铝重量的比为2～4)而进行结晶。

在平均粒度为250μm～500μm的六水合氯化铝种晶存在下添加氯化钙(其中澄清溶液中氯化钙总重量与估算的氧化铝重量的比为2～4)而进行结晶使得能够控制晶体生长并且防止磷进入六水合氯化铝进而进入氧化铝。

所述氧化铝生产方法如下进行：

将用盐酸浸取天然含铝原材料、分离不溶性残渣并预蒸发至饱和点之后的澄清氯化铝溶液(以AlCl₃计的浓度约为30％)与50％～70％的СаCl₂溶液(700g/L～900g/L)混合(基于其在混合溶液中的浓度进一步降低到30％～40％以下)。在粒度为250μm～500μm的六水合氯化铝种晶存在下进行结晶，继续蒸发并维持盐沉淀速率以提供期望粒度的产品晶体。一旦母液中的СаCl₂浓度上升至高达700g/L～900g/L的初始水平，结晶过程结束，同时Al₂O₃含量降至5g/L～10g/L。此时，进入所述过程的超过90％的Al₂O₃与盐一起析出。分离所得浆料；回收母液至所述过程的初始阶段，并且利用热分解将六水合氯化铝晶体用于氧化铝生产。

通过具体实施例进一步阐明所述氧化铝生产方法。