[发明专利]高品位铝土矿的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用两步氟化法制备高品位铝土矿的方法，利用氟化氢气体处理低品位铝土矿后，利用生成的不稳定氟化铝生产高品位铝土矿的方法。

背景技术

随着国民经济的快速持续发展，我国的铝工业产生了翻天覆地的变化。而铝土矿资源贫乏问题，一直制约我国铝工业持续发展。目前，我国铝土矿的处理方法有选矿拜耳法、石灰拜耳法、富矿烧结法等。但是这些方法生产工艺复杂、生产成本高、综合效益差，随着高铝硅比铝土矿资源的越来越少，这些问题更加明显。因此，仅仅依靠高铝硅比铝土矿已难以维持国内氧化铝生产企业的可持续发展，对低铝硅比的铝土矿进行综合利用的需求日益高涨。对于传统的化学浮选法生产氧化铝的工艺，在化学浮选步骤中，即使在低温下，也会引入20％的氟元素，生成少量的AlF₃，作为尾渣丢弃，造成氟元素的浪费，降低氟循环利用率，降低经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高品位铝土矿的制备方法，该方法是对传统的化学浮选法处理低品位铝土矿生产氧化铝进行改进，利用两步氟化法制备高品位铝土矿的方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的高品位铝土矿的制备方法，是一种两步氟化法利用氟化铝生产高品位铝土矿的方法，具体是：先将化学浮选法中脱硅固体残渣用清水洗涤、过滤、干燥，得到不稳定氟化铝的混合物，此混合物经磨碎后得到氟化铝颗粒，再将氟化铝颗粒与铝土矿颗粒按1:1～1:3质量比例混合均匀后放入马弗炉中焙烧，控制温度为500～1200℃，同时以3～6L/min速度通入空气，焙烧时间2～5h，得到高品位铝土矿。

所述的脱硅固体残渣，是利用氟化氢气体对低品位铝土矿进行流化脱硅所得到的，其方法为现有技术，主要是：将粒度为50～100目的低品铝土矿颗粒和氟化氢气体置于流化床反应器中，在室温～110℃下反应10～30min。

上述方法中，所述的用清水洗涤，其工艺是：清水的温度为30～70℃，洗涤时间1～3h，洗涤搅拌速度为30～80r/min。

上述方法中，所述的过滤的工艺是：用减压抽滤机对用清水洗涤脱硅固体残渣的溶液进行抽滤，再用清水洗涤，得到中性的滤饼。

上述方法中，所述的干燥的工艺是：将滤饼放入干燥箱中，恒温100℃下，干燥1～3h。

上述方法中，所述的氟化铝颗粒和铝土矿颗粒的粒度均为50～200目。

上述方法中，将氟化铝颗粒与铝土矿颗粒放入马弗炉中焙烧，其目的是利用氟化铝中氟元素除去铝土矿中的硅元素和部分铁元素，其反应方程式为：3SiO₂+4AlF₃＝2Al₂O₃+3SiF₄，Fe₂O₃+2AlF₃＝Al₂O₃+2FeF₃。

上述方法中，所述低品品铝土矿是指铝硅比小于等于7的铝土矿。所述低品铝土矿的原矿主要成分为氧化铝、二氧化硅等氧化物，并含有氧化铁、氧化钾、氧化钛等杂质。所述脱硅固体残渣主要成分是氧化铝、氟化铝和氟化铁。本文中的“硅的脱除率”是指二氧化硅的脱除率，“氟含量”是指氟元素的含量。另外，本文中所述的“氟化氢气体”是指无水氟化氢气体。

上述方法中，所述高品位铝土矿制备步骤中，由于会产生四氟化硅气体，应收集所述白色气态物。

上述方法中，所述高品位铝土矿制备步骤中，由于脱硅固体残渣洗涤液为氢氟酸，具有腐蚀性和挥发性，所以应进行稀释，稀释体积倍数为1～3倍，压滤机应选择耐酸、耐腐蚀材质。

本发明制备的高品位铝土矿，其铝硅比为≥15。

与现有技术相比，本发明对传统化学浮选法处理低品位铝土矿制取氧化铝的工艺进行了改进，利用脱硅固体残渣与铝土矿颗粒反应，制取高品位铝土矿。铝土矿中的有效成分得到了充分的利用，氟资源进行固化利用，减少了氟元素的浪费。脱硅固体渣中经检测氟元素含有量高达40％，若其中氟化铝随尾渣一同丢弃，会大大降低氟元素的利用率。而焙烧后，脱硅固体渣中的氟元素与铝土矿颗粒中硅、铁等元素充分反应，最终高品位铝土矿中氟元素含量不到1％，氟元素的利用率达到90％，解决了氟资源短缺的问题。同时铝土矿原矿中，二氧化硅的含量达到32％，铝硅比不到2。而高品位铝土矿中硅元素的脱除率达到95％，铝硅比超过15，有利于提高氧化铝产品的纯度。