酸熱法處理低品鋁土礦的綜合利用方法技術

本發明專利技術提供一種酸熱法處理低品鋁土礦的綜合利用方法，主要包括酸浸除鐵、制備鐵紅、焙燒脫硅、制取白炭黑、氫氟酸超聲酸洗和精化氟化鋁等步驟。依據所述酸熱法處理低品鋁土礦的綜合利用方法可以制備白炭黑、鐵紅、氟化鋁等一系列產品，使得低品鋁土礦中的有效成分得到了充分的利用，氟資源通過氨水進行固化循環利用，減少了氟的浪費；整個流程簡單，使用的設備也比較少，本發明專利技術提供的上述方法無需對低品位鋁土礦進行預處理，采用簡單的操作即可得到產品，工藝條件溫和，適于大規模生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及低品鋁土礦分解綜合利用技術，具體涉及一種采用。
技術介紹
氟化鋁是電解鋁生產中必須的助溶劑之一，能降低A1203的熔點并且可以提高電解質的電導率。隨著氧化鋁工業的發展，氟化鋁產品在市場的競爭日益激烈。我國已探明的鋁土礦儲量為30.56億t，在世界上位居第四，資源充足，分布集中，但99%為一水硬鋁石型鋁土礦，其特點是難磨、難溶、高硅、低鋁硅比，目前我國鋁土礦主要用于生產氧化鋁，以混聯法生產工藝為主，生產流程長、能耗高、建設投資大、產品質量差。為減少傳統方法帶來的不利影響，結合實際工業化生產需求，實驗研究了用酸法處理低品位鋁土礦制取氟化鋁的生產工藝。該工藝以低品位鋁土礦為原料，通過濃鹽酸浸取、加氟化銨焙燒、氫氟酸超聲強化酸洗、濃硫酸精化反應等工序，制得氟化鋁產品，該工藝流程短、能耗低、適合大規模生產。以此為基礎，對上述各工序的工藝條件進行研究。
技術實現思路
有鑒于此，確有必要提供一種，以解決上述問題。本專利技術提供一種，包括以下步驟: 酸浸除鐵:向低品鋁土礦顆粒中鹽酸，反應形成漿液；過濾所述漿液，得到浸取液和除鐵濾渣；干燥所述除鐵濾渣得到除鐵鋁土礦； 制備鐵紅:在80?100°C下，對所述浸取液依次進行蒸發濃縮、結晶、干燥處理，得到鐵紅產品；冷卻所述蒸發濃縮過程中蒸出的氣體，以回收利用鹽酸。焙燒脫硅:磨碎所述除鐵鋁土礦，然后加入氟化銨固體進行混合，并捏成顆粒狀，得到多個混渣顆粒；在300?700°C對多個所述混渣顆粒進行焙燒處理，得到含有氟化硅元素的氣體生成物和焙燒固體殘渣； 制取白炭黑:先在60?80°C采用氨水吸收氨解所述氣體生物，再在60?80°C靜置陳化I?2小時，得到渾濁液；對所述渾濁液依次進行過濾、干燥處理得到白炭黑； 氫氟酸超聲酸洗:向所述焙燒固體殘渣中加入氫氟酸，在超聲條件下酸洗去除所述焙燒固體殘渣中的硅元素和部分鈦元素，得到氟化鋁粗品； 精制氟化鋁:采用濃硫酸酸洗所述氟化鋁粗品以去除其中的鈦元素，然后過濾、洗滌、干燥得到氟化鋁精品。其中，所述低品鋁土礦中的鋁硅比小于等于7。所述低品鋁土礦的原礦中以氧化招、一■氧化娃等為主要成分，并含有氧化鐘、氧化欽、氧化鐵等雜質，而且所述低品招土礦中的各元素基本上是以氧化物形式存在的，其中的氧化鋁具體地主要可分為一水硬鋁石、三水鋁石和一水軟鋁石。因此，本文中的“硅的脫除率”是指二氧化硅的脫除率，“硅含量”是指氧化硅的含量，“鐵含量”是指氧化鐵含量，“鐵的去除率”是指氧化鐵的去除率，“鋁的回收率”是指氧化鋁的回收率，“鈦含量”是指氧化鈦的含量，“鈦的去除率”是指氧化鈦的去除率。低品鋁土礦原礦中含有一水硬鋁石、部分三水鋁石和部分一水軟鋁石。所述室溫的溫度為10?40 °C。基于上述，所述酸浸除鐵元素的步驟包括:按照I?1.4 mL濃鹽酸/I g鋁土礦的比例向所述低品招土礦中加入濃鹽酸，并在40?80°C攪拌反應20?40 min，形成所述楽液，其中，所述濃鹽酸的體積分數為36%?38%;稀釋所述漿液，得到稀漿液；采用第一壓濾機過濾所述稀漿液，得到所述浸取液和所述除鐵濾渣；將所述除鐵濾渣置于烘干箱中，烘干成所述除鐵鋁土礦。基于上述，所焙燒脫硅元素的步驟包括:將所述除鐵鋁土礦磨成150?250目的濾渣顆粒，然后將所述濾渣顆粒與所述氟化銨固體和水混合并捏成多個混合球，且水占所有多個所述混合球總質量的0.1%?5% ;采用烘箱保溫干燥多個所述混合球去除其中的水，得到多個所述混渣顆粒；將多個所述混渣顆粒置于流化床反應器中，在300?700°C和真空度維持在0.8?1.2 MPa的條件下，對多個所述混渣顆粒進行焙燒處理，得到所述焙燒固體殘渣和所述氣體生成物。基于上述，所述制取白炭黑的步驟包括:將所述氣體生成物在-6?-4 kPa下通入氨解槽中用氨水吸收，在60?80 °C下，以30?80 r/min攪拌以進行氨解；然后在60?80°C靜置陳化I?2小時，得到渾濁液；將置于所述氨解槽中的所述混濁液輸送到第二壓濾機中過濾，得到白炭黑半成品和含氟濾液；依次洗滌、烘干所述白炭黑半成品，制得所述白炭黑成品。基于上述，所述制取白炭黑的步驟還包括回收氟化銨:在60?80°C下，在真空度為0.05?0.08 MPa時對所述含氟濾液進行加壓濃縮蒸發處理直至氟化銨濃度達到12mol/L，然后在20?30°C冷卻結晶，離心分離得到所述氟化銨晶體。基于上述，所述氫氟酸超聲酸洗的步驟包括:用2?4倍所述焙燒固體殘渣體積的氫氟酸在60?80°C的溫度和35?45 kHz的條件下，超聲酸洗所述焙燒固體殘渣2?3h，得到超聲酸洗混合物，過濾所述超聲酸洗混合物得到所述氟化鋁粗品。基于上述，所述精制氟化鋁的步驟包括:將所述氟化鋁粗品置于精化釜中，加入2?4倍體積的濃硫酸在80?90°C的條件下反應2?3 h，溶解所述氟化鋁粗品中的氧化鈦，形成氟化鋁懸濁液；過濾所述氟化鋁懸濁液，得到氟化鋁濾渣和硫酸濾液；洗滌、干燥所述氟化鋁濾渣得到所述氟化鋁精品。基于上述，所述精制氟化鋁的步驟還包括回收利用硫酸:對所述硫酸濾液進行蒸發濃縮，得到濃縮后的硫酸；然后將濃縮后的硫酸通入到所述精化釜中以回收循環利用。與現有技術相比，本專利技術提供的具有以下優點: 第一，本專利技術采用酸熱法處理低品鋁土礦，制備了白炭黑、鐵紅、氟化鋁等一系列產品，鋁土礦中的有效成分得到了充分的利用，氟資源通過氨水進行固化循環利用，減少了氟的浪費。整個流程簡單，使用的設備也比較少。與選礦拜耳法、富礦燒結法等相比，無需對低品位鋁土礦進行預處理，采用簡單的操作即可得到產品，工藝條件溫和，適于大規模生產。第二，本專利技術的主要特點是采用酸浸除鐵-流化床焙燒脫硅-超聲酸洗-精制氟化鋁等工藝方法步驟處理低品位鋁土礦，鋁土礦中鋁的回收率高，反應條件溫和，工藝流程簡單；利用鹽酸酸浸除去鋁土礦中的鐵，浸取液進一步生產鐵紅，與此同時回收鹽酸，降低了原料浪費以及環境污染；在鋁土礦脫硅元素的方法中，利用氟化銨分解產生的氟化氫與二氧化硅反應，硅的脫除率可達到98.84%，且氟循環利用率可達到90%以上，解決了氟資源短缺的問題；在氟化鋁粗產品除鈦元素的方法中，采用濃硫酸熱洗，鈦元素的脫除率可達92.26%ο第三、本專利技術使得鋁元素的回收率達到了 90%，白炭黑的收率達到83%，比表面積達到245 m2/g，氟化鋁的純度達到了 96.61%，達到了國際先進水平，實驗所取得數據可作為工業化的基礎和依據。整個工藝流程時間短，工藝條件溫和，有助于節約資源，降低浪費和環境保護，其推廣使用，必將產生良好的社會和經濟意義。第四，本專利技術在所述除鐵鋁土礦與氟化銨混合形成多個所述混渣顆粒的過程中，加入少量水，可以使得形成的所述混渣球更加密實，在氟化銨分解時，氟化氫氣體與鋁土礦有更長的接觸時間，使硅元素的脫除更徹底；干燥除去所述混渣球中的水分，以防止后續在高溫下生成的產物氟化鋁可與空氣中的水汽發成水解反應生成A1203。【附圖說明】圖1是本專利技術提供的從低品鋁土礦分解廢氣中回收氟資源的方法流程圖。【具體實施方式】下面通過【具體實施方式】，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。請參閱圖1，本專利技術提供一種，包括以下步驟: 酸浸除鐵:向低品鋁土礦顆粒中鹽酸，反應形成漿液；過濾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種酸熱法處理低品鋁土礦的綜合利用方法，包括以下步驟：酸浸除鐵：向低品鋁土礦顆粒中鹽酸，反應形成漿液；過濾所述漿液，得到浸取液和除鐵濾渣；干燥所述除鐵濾渣得到除鐵鋁土礦；制備鐵紅：在80～100℃下，對所述浸取液依次進行蒸發濃縮、結晶、干燥處理，得到鐵紅產品；冷卻所述蒸發濃縮過程中蒸出的氣體，以回收利用鹽酸；焙燒脫硅：磨碎所述除鐵鋁土礦，然后加入氟化銨固體進行混合，并捏成顆粒狀，得到多個混渣顆粒；在300～700℃對多個所述混渣顆粒進行焙燒處理，得到含有氟化硅元素的氣體生成物和焙燒固體殘渣；制取白炭黑：先在60～80℃采用氨水吸收氨解所述氣體生物，再在60～80℃靜置陳化1～2小時，得到渾濁液；對所述渾濁液依次進行過濾、干燥處理得到白炭黑；氫氟酸超聲酸洗：向所述焙燒固體殘渣中加入氫氟酸，在超聲條件下酸洗去除所述焙燒固體殘渣中的硅元素和部分鈦元素，得到氟化鋁粗品；精制氟化鋁：采用濃硫酸酸洗所述氟化鋁粗品以去除其中的鈦元素，然后過濾、洗滌、干燥得到氟化鋁精品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王二軍，秦傳鈞，張建設，張保民，寧站昭，張斌，肖郁良，魏俊峰，
申請(專利權)人：洛陽國興礦業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41