[发明专利]一种盐酸法生产氧化铝的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐酸法生产氧化铝的工艺，属于提取氧化铝技术领域。尤其适用于粉煤灰、高硅铝土矿、霞石、粘土、高岭土等非铝土矿资源生产氧化铝，同时适用于氢氧化铝、氧化铝以及其他铝盐生产高纯氧化铝。

技术背景

近年来，随着氧化铝工业的快速增长、我国铝土矿资源严重短缺，铝土矿的价格不断上涨，企业经济效益下降，严重影响了铝工业健康发展。从国民经济发展趋势来看，我国铝产量将不断增长，铝土矿资源供应不足的矛盾会更加突出。急需开展非铝土矿资源生产氧化铝工艺技术，以彻底解决铝土矿资源不足的矛盾。这部分非铝土矿资源主要包括：粉煤灰、高硅铝土矿、霞石、粘土、高岭土、赤泥、明矾石矿及煤页岩等，这些非铝土矿资源的特点是氧化硅的含量较高，因此选择酸法是合理的。因为酸法对于含铝矿物的硅几乎不溶解，避免了碱法生产的脱硅问题。

酸法生产氧化铝技术几乎是与拜耳法同期提出的氧化铝生产技术，但在100多年的发展中，拜耳法生产氧化铝已经占到了95%的产能。酸法生产氧化铝由于存在诸多问题，在很长一段时期内停滞不前。但作为非铝土矿资源利用的技术储备，酸法的研究从未停止。上世纪60年代是酸法研究的热潮时期，具有代表性的是C.S.I.R.O法和H⁺法。C.S.I.R.O法是澳大利亚墨尔本的联邦科学与工艺研究组织提出的一种以碱式硫酸铝为中间产物的硫酸法。H⁺法是法国彼施涅公司提出的采用硫酸和盐酸相结合的方法来处理粘土和煤页岩，并与加拿大铝业公司进行过工业化试验，这一方法曾被认为是最有前途的酸法。近些年，尤其是2005年以后，随着高铝硅比矿石的减少和粉煤灰综合利用的研究，酸法生产氧化铝又逐渐得到了人们的重视，形成一个新的研究热潮。专利CN200710010917.X公开了硫酸法联合拜耳法处理低铝硅比铝土矿生产氧化铝的方法。专利CN201010161876.6公开了一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝的方法。专利CN201010172151.7公开了一种盐酸法浸出铝土矿萃取除铁制取氧化铝的方法。专利CN201110452728.4公开了一种粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法。专利201210102803.9公开了一种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法。

上述所公开的酸法生产氧化铝的工艺存在以下主要问题：（1）铝盐溶液除杂困难。在高温浓酸条件下溶出，不但铝会溶出，铁、钾、钠、钙、镁、锂、钛以及部分稀有金属都会相应溶出，如何经济有效的除杂成为关键；（2）设备腐蚀磨损严重，尤其是溶出罐、换热器、蒸发器均存在不同程度的腐蚀和磨损；（3）成本较高：主要表现在两个方面：一是设备投资成本高，由于过程中采用了酸，几乎使得与酸和铝盐接触的所有设备都需要耐腐蚀和磨损；二是生产成本高，各种铝盐（硫酸铝、氯化铝、硝酸铝）分解热耗大，以六水氯化铝热解生产氧化铝为例，其热耗约为氢氧化铝热解生产氧化铝热耗的4倍；（4）环保问题：酸的再生问题较为复杂，并且大多数酸具有挥发性，环境保护和劳动安全卫生存在隐患。

发明内容

本发明的目的就是提供一种适用于粉煤灰、高硅铝土矿、霞石、粘土、高岭土等非铝土矿资源的酸法生产氧化铝的工艺。通过本工艺制备的氧化铝达到或优于国家标准冶金级氧化铝一级品，完全满足电解铝的要求，并且可用于生产高纯氧化铝。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种盐酸法生产氧化铝的工艺：含铝矿物经过破碎、磨矿后与盐酸混合进入酸溶出系统；酸溶后进行酸渣分离，得到酸渣和氯化铝粗液，酸渣经过洗涤后送堆场堆存，氯化铝粗液精滤后得到氯化铝精液；氯化铝精液经过蒸发浓缩后，进入氯化铝酸析系统；酸析得到的氯化铝结晶经过分离洗涤，送氯化铝煅烧系统；氯化铝结晶经过煅烧后得到氧化铝产品，煅烧烟气进入酸回收系统；酸析分离出的酸析母液进入盐酸解析系统，盐酸解析后得到氯化氢气体和解析母液，氯化氢气体返回氯化铝酸析系统，解析母液进入解析母液处理系统生产副产品。

在上述一种盐酸法生产氧化铝的工艺中，

——所述的酸溶出系统采用半连续或连续溶出工艺，优选设备为搪瓷溶出罐和衬四氟溶出罐；其中，酸溶出的工艺参数为：溶出温度为25~195℃，优选80~180℃；溶出时间为0.5~7h，优选1~3h；盐酸浓度为10%~36%，优选20%~31%。酸溶后氧化铝的溶出率≥90%；