用于處理赤泥的方法
【專利摘要】提供了用于處理赤泥的方法。例如，該方法可以包括用HCl浸提赤泥以獲得包含第一金屬(例如鋁)離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液分離?？梢詮慕嵋禾崛∫恍┢渌饘?Fe、Ni、Co、Mg、稀土元素、稀有金屬等)。可以從固體提取多種其它組分，諸如TiO2、SiO2等。
【專利說明】用于處理赤泥的方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求在2012年1月10日提交的US 61/584, 993、在2012年9月26日提交 的US 61/706, 074,以及在2012年10月15日提交的US 61/713, 719的優(yōu)先權(quán)。這些文獻(xiàn) 通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開涉及對(duì)處理工業(yè)廢料方法領(lǐng)域的改進(jìn)。例如，其涉及用于處理赤泥的方法。 例如，這些方法可以有效地從赤泥中提取各種材料如氧化鋁和各種金屬及其氧化物、二氧 化硅、稀土元素、稀有金屬等。
[0004] 公開背景
[0005] 赤泥是在生產(chǎn)氧化鋁的過程中產(chǎn)生的固體廢產(chǎn)物。例如，赤泥是在用于氧化鋁生 產(chǎn)的拜耳法中產(chǎn)生的，所述拜耳法是為了向Hall-H6r 〇Ult法電解鋁提供作為原料的氧化 鋁的精煉鋁土礦的主要工業(yè)手段。一般工廠產(chǎn)生比氧化鋁多一至兩倍的赤泥。這個(gè)比例取 決于在精煉過程中使用的鋁土礦或礦石的類型。
[0006] 通常，赤泥包括固體和攜帶金屬氧化物的雜質(zhì)的混合物，并呈現(xiàn)鋁行業(yè)最重要的 處理問題之一。紅色可以由（例如）其中存在的經(jīng)氧化的鐵引起。赤泥不可以被輕易處 置。在生產(chǎn)赤泥的大部分國家中，其被泵入存池（holding pond)。赤泥由此成為問題，因 為其占用土地面積，即使當(dāng)其干燥時(shí)，既不能用于建筑又不能用于耕種。赤泥是（例如）高 堿性的。例如，PH范圍可以為10至13。已經(jīng)開發(fā)了幾種方法來將堿性pH降低至可接受的 水平，從而降低對(duì)環(huán)境的影響。已經(jīng)完成一些研究，從而找到適于將泥漿用于其它應(yīng)用的方 式，但干燥該泥漿需要大量能量（用于水蒸發(fā)的潛熱），并且如果在干燥工序中必須使用化 石燃料，則可表現(xiàn)為高成本。
[0007] 全球赤泥量不斷增長。僅在2010年，世界范圍內(nèi)生產(chǎn)了 8000萬噸的氧化鋁，產(chǎn)生 超過1.2億噸赤泥。據(jù)估計(jì),世界范圍內(nèi)赤泥存量實(shí)際上已經(jīng)完全超過25億噸。這個(gè)數(shù)字 只會(huì)不斷增長，因?yàn)閷?duì)鋁的需求增加驅(qū)動(dòng)了對(duì)氧化鋁的需求，并且轉(zhuǎn)而對(duì)于鋁土礦，這意味 著增加有毒赤泥殘留物的產(chǎn)生。
[0008] 由此需要處理赤泥的供替代的方法。
[0009] 公開內(nèi)容
[0010] 根據(jù)一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，該方法包括：
[0011] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0012] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0013] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物。
[0014] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，該方法包括：
[0015] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0016] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0017] 在有效地將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài) HCl。
[0018] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，該方法包括：
[0019] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0020] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0021] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1。
[0022] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，該方法包括：
[0023] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0024] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0025] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1。
[0026] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和/或其它產(chǎn)物的方法，該方法包括：
[0027] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0028] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0029] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1。
[0030] 根據(jù)一個(gè)方面，提供了用于制備鋁的方法，該方法包括：
[0031] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該浸提液 分離；
[0032] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0033] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物；并且
[0034] 在有效將Al2O3轉(zhuǎn)化成鋁的條件下處理所述Al 2O315
[0035] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備鋁的方法，該方法包括：
[0036] 用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且該固體與該浸提液分 離；
[0037] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0038] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl ; 并且
[0039] 在有效將Al2O3轉(zhuǎn)化成鋁的條件下處理所述Al 2O315
[0040] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，其包括：
[0041] 用酸浸提赤泥以獲得浸提液以及固體殘留物，并且將該浸提液與該固體殘留物分 離；
[0042] 通過使該浸提液與堿反應(yīng)而在大于10的pH下基本選擇性沉淀鐵離子并且從該浸 提液至少部分地去除沉淀的鐵離子，從而從該浸提液至少部分地去除鐵離子，由此獲得包 含Al 3+離子的富Al組合物；
[0043] 任選地純化該Al3+離子；并且
[0044] 任選地將該Al3+離子轉(zhuǎn)化為氧化鋁。
[0045] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0046] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0047] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0048] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl ; 并且
[0049] 通過使所生產(chǎn)的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)該氣態(tài)HCl以獲得濃度高于HCl共沸 物濃度（20. 2wt%)的組合物，并且將該組合物與另外量的含鋁的材料反應(yīng)以對(duì)其浸提。
[0050] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0051] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0052] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0053] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl ; 并且
[0054] 通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HCl以獲得濃度為約18wt % 至約45wt%或約25wt%至約45wt%的組合物，并且將該組合物與另外量的含錯(cuò)的材料反 應(yīng)以對(duì)其浸提。
[0055] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0056] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0057] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0058] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl ; 并且
[0059] 通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)如該氣態(tài)HCl以獲得濃度為約18wt % 至約45wt%或約25wt%至約45wt%的組合物，并且將該組合物用于浸提含錯(cuò)的材料。
[0060] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0061] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且從該固體與該 浸提液分離；
[0062] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0063] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且回收所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl ; 并且
[0064] 通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)該氣態(tài)HCl，從而以AlCl3 ? 6H20形式 沉淀鋁離子。
[0065] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0066] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0067] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0068] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物。
[0069] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備氧化鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包 括：
[0070] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0071] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；并且
[0072] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且任選地回收所產(chǎn)生的氣 態(tài) HC1。
[0073] 根據(jù)一個(gè)方面，提供了用于制備鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包括：
[0074] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0075] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并將該 沉淀物與該液體分離；
[0076] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物；并且
[0077] 將Al2O3轉(zhuǎn)化為鋁。
[0078] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備鋁和任選的其它產(chǎn)物的方法，該方法包括：
[0079] 用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將該固體與該 浸提液分離；
[0080] 使該浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含AlCl3形式的鋁離子的沉淀物，并且將 該沉淀物與該液體分離；
[0081] 在有效將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3的條件下加熱該沉淀物，并且任選地回收所產(chǎn)生的氣 態(tài)HCl ;并且
[0082] 將該Al2O3轉(zhuǎn)化為鋁。
[0083] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于制備鋁的方法，其包括：
[0084] 獲得由本公開所定義的方法生產(chǎn)的氧化鋁；并且
[0085] 在有效將氧化鋁轉(zhuǎn)化成鋁的條件下處理該氧化鋁。
[0086] 根據(jù)另一個(gè)方面，提供了用于處理赤泥的方法，該方法包括：
[0087] 用HCl浸提包含第一金屬的赤泥以獲得包含第一金屬的離子的浸提液以及固體， 并且將該固體與該浸提液分離；
[0088] 使所述浸提液與HCl反應(yīng)以獲得液體和包含第一金屬的氯化物的沉淀物，并其將 該沉淀物與該液體分尚；并且
[0089] 在有效將第一金屬的氯化物轉(zhuǎn)化成第一金屬的氧化物的條件下加熱該沉淀物。
[0090] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，提供了用于制備鈦氧化物的方法，該方法包括：
[0091] 用HCl浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并 且將該固體與該第一浸提液分離；
[0092] 從該第一浸提液至少基本分離該至少一種金屬的離子；
[0093] 任選地在氯化物存在下用HCl浸提該固體以獲得包含鈦氯化物的第二浸提液；或 者使該固體與Cl 2和碳源反應(yīng)以獲得包含鈦氯化物的液體部分以及固體部分，并且從該固 體部分與該液體部分分離；并且
[0094] 將該鈦氯化物轉(zhuǎn)化為鈦氧化物。
[0095] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，提供了用于制備鈦氧化物的方法，該方法包括：
[0096] 用HCl浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并 且將該固體與該第一浸提液分離；
[0097] 從該第一浸提液至少基本分離該至少一種金屬的離子；
[0098] 任選地在氯化物存在下用HCl浸提該固體以獲得包含鈦氯化物的第二浸提液；并 且
[0099] 將該鈦氯化物轉(zhuǎn)化為鈦氧化物。
[0100] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，提供了用于制備鈦氯化物的方法，該方法包括：
[0101] 用HCl浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并 且將該固體與該第一浸提液分離；
[0102] 從該浸提液至少基本分離該至少一種金屬的離子；并且
[0103] 任選地在氯化物存在下用HCl浸提該固體以獲得包含鈦氯化物的第二浸提液。
[0104] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)例，提供了用于制備鈦氯化物的方法，該方法包括：
[0105] 用HCl浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并 且將該固體與該浸提液分離；
[0106] 從該第一浸提液至少基本分離該至少一種金屬的離子；并且
[0107] 使該固體與Cl2和碳源反應(yīng)以獲得包含鈦氯化物的液體部分以及固體部分，并且 將該液體部分與該固體部分分離。
[0108] 發(fā)現(xiàn)本公開的方法可以用于處理各種起始材料如各種礦石。此外，發(fā)現(xiàn)除有效用 于處理此類起始材料之外，通過此類方法還可以處理工業(yè)廢料如赤泥。實(shí)際上，發(fā)現(xiàn)本公開 的方法有效地為赤泥問題提供了解決方案：這些方法允許有效地處理赤泥，并且從赤泥回 收各種有價(jià)值的產(chǎn)物。這些方法是簡單有效的，并且可以以環(huán)境友好的方式低成本實(shí)施。
[0109] 附圖簡述
[0110] 以下附圖僅以實(shí)例方式呈現(xiàn)本公開的各實(shí)施方案：
[0111] 圖1示出本公開的用于制備氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的方法的實(shí)例的方框圖；
[0112] 圖2是Al和Fe的提取曲線，其中在本申請(qǐng)實(shí)例的方法中提取率表示為浸提時(shí)間 的函數(shù)；
[0113] 圖3示出本公開的用于制備氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的方法的另一實(shí)例的方框圖；
[0114] 圖4是本公開的用于純化/濃縮HCl的方法的實(shí)例的示意圖；
[0115] 圖5是本公開的用于純化/濃縮HCl的方法的實(shí)例的示意圖；
[0116] 圖6示出本公開的用于制備氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的方法的實(shí)例的另一方框圖；
[0117] 圖7示出本公開的用于制備氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的方法的實(shí)例的另一方框圖；
[0118] 圖8示出本公開的用于制備各種產(chǎn)物的方法的實(shí)例的另一方框圖；
[0119] 圖9示出本公開的用于制備鈦氯化物和/或鈦氧化物的方法的實(shí)例的另一方框 圖；
[0120] 圖IOA和圖IOB示出本公開的方法的實(shí)例的又一方框圖；以及
[0121] 圖IlA和圖IlB示出本公開的方法的實(shí)例的另一方框圖。
[0122] 各實(shí)施方案詳沭
[0123] 以下非限制性實(shí)例進(jìn)一步舉例說明了本公開中所述的技術(shù)。
[0124] 含鋁的材料可以選自例如由含鋁的礦石（諸如鋁硅酸鹽礦物、粘土、泥質(zhì)板巖、 霞石、泥巖、綠柱石（beryl)、冰晶石、石榴石、尖晶石、鋁土礦、高嶺土或其混合物都可以使 用）。含鋁的材料也可以是回收的工業(yè)含鋁的材料，諸如礦渣（slag)、赤泥或飛灰。
[0125] 本文所使用的表述"赤泥"是指例如生產(chǎn)氧化鋁的過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢產(chǎn)物。例 如，此類廢料產(chǎn)物可以包含二氧化硅、鋁、鐵、鈣以及任選的鈦。其可以包含一批小量組分， 諸如Na、K、Cr、V、Ni、Co、Ba、Cu、Mn、Mg、Pb和/或Zn等。例如，赤泥可以包括約15wt%至 80wt % 的 Fe2O3，約 Iwt % 至約 35wt % 的 Al2O3，約 Iwt % 至約 65wt % 的 SiO2,約 Iwt % 至約 20wt %的Na2O，約Iwt %至約20wt %的CaO,以及約Owt %至約35wt %的TiO2。根據(jù)另一個(gè) 實(shí)例，赤泥可以包括約30?1:(%至65￥1: (%的？6203，約1〇￥1:(%至約2〇￥1: (%的41203，約3￥1:(%至 約50?1: (%的3;[02，約2￥1:(%至約10￥1:(%的似 20，約2￥1:(%至約8￥1:(%的030，以及約0￥1:(%至 約25wt%的TiO 2。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，赤泥的組成可以根據(jù)在拜耳法中使用的鋁土 礦來源而不同。
[0126] 本文中所使用的表述"飛灰"是指例如燃燒過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢產(chǎn)物。例如，此 類廢產(chǎn)物可以包括諸如二氧化硅、氧、鋁、鐵、鈣的各種成分。例如，飛灰可以包括二氧化硅 (SiO 2)和氧化錯(cuò)（Al2O3)。例如，飛灰還可以包括氧化隹丐（CaO)和/或氧化鐵（Fe 2O3)。例 如，飛灰可以包括與煙道氣一起上升的細(xì)顆粒。例如，飛灰可以在煤燃燒的過程中產(chǎn)生。例 如，飛灰也可以包含選自砷、鈹、硼、鎘、鉻、鉻VI、鈷、鉛、錳、汞、鑰、硒、鍶、鉈和/或釩的至 少一種元素。例如，飛灰還可以包括稀土元素和稀有金屬。例如，飛灰可以被視為含鋁的材 料。
[0127] 本文所使用的表述"稀土元素"（也被描述為"REE"）是指例如選自鈧、釔、鑭、鈰、 鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿和镥的稀有元素。本文中所使用的表述"稀有金 屬"是指例如選自銦、鋯、鋰和鎵的稀有金屬。這些稀土元素和稀有金屬可以是各種形式，諸 如元素形式（或金屬形式），處于氯化物、氧化物、氫氧化物等的形式。本公開所使用的表述 "稀土"作為如上描述的"稀土元素和稀有金屬"的同義詞。
[0128] 本文所使用的表述"至少一種鐵氯化物"是指FeCl2、FeCl3或其混合物。
[0129] 本文所使用的術(shù)語"赤鐵礦"是指例如包括a -Fe203、Y _Fe203、P -FeO. OH或其混 合物的化合物。
[0130] 本文所使用的表述"鐵離子"是指例如包括選自所有可能形式的Fe離子的至少一 種類型的鐵離子的離子。例如，該至少一種類型的鐵離子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0131] 本文所使用的表述"鋁離子"是指例如包括選自所有可能形式的Al離子的至少一 種類型的鋁離子的離子。例如，該至少一種類型的鋁離子可以是A1 3+。
[0132] 本文所使用的表述"至少一種鋁離子"是指例如選自所有可能形式的Al離子的至 少一種類型的鋁離子。例如，該至少一種鋁離子可以是A1 3+。
[0133] 本文所使用的表述"至少一種鐵離子"是指例如選自所有可能形式的Fe離子的至 少一種類型的鐵離子。例如，該至少一種鐵離子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0134] 本文所使用的表述"至少一種沉淀的鐵離子"是指例如選自以固體形式沉淀的所 有可能形式的Fe離子的至少一種類型的鐵離子。例如，在此類沉淀物中存在的至少一種鐵 離子可以是Fe 2+、Fe3+或其混合物。
[0135] 本文所使用的程度術(shù)語諸如"約"和"近似"意為所修飾術(shù)語的合理偏差量，以使得 最終結(jié)果未被顯著改變。該程度術(shù)語應(yīng)理解為包括所修飾術(shù)語的至少±5%或至少±10% 的偏差，只要這種偏差不會(huì)使其所修飾的詞語的含義無效。
[0136] 本文所使用的術(shù)語"ALP"指酸浸提設(shè)備（Acid Leaching Plant)。
[0137] 本文所使用的表述"鈦氯化物"是指例如選自TiCl2、TiCl3和TiCl 4及其混合物的 化合物。例如，其是指TiCl4。
[0138] 例如，該材料可以使用HCl浸提，該HCl的濃度為約IOwt%至約50wt%、約15wt% 至約 45wt %、約 18wt % 至約 45wt %、約 18wt % 至約 32wt %、約 20wt % 至約 45wt %、約 25wt% 至約 45wt%、約 26wt% 至約 42wt%、約 28wt% 至約 40wt%、約 30wt% 至約 38wt%、 或25wt%至36wt%。例如，可以使用約18wt%或約32wt%的HC1。
[0139] 例如，該材料可以用HCl浸提，該HCl的濃度為約IM至約12M、約2M至約10M、約 3M至約9M、約4M至約8M、至約5M約7M或者約6M。
[0140] 浸提也可以通過向水溶液中加入氣相的干燥高濃度酸（例如，85%、90%或95% ) 來進(jìn)行?；蛘?，浸提也可以通過使用弱酸溶液（例如〈3wt% )來進(jìn)行。
[0141] 例如，浸提可以通過在第一反應(yīng)器中使用濃度為約18wt%至約32wt%的HC1，然 后通過在第二反應(yīng)器中使用濃度為約90%至約95% (氣態(tài)）的HCl來進(jìn)行。
[0142] 例如，浸取可以通過在第一反應(yīng)器中使用濃度為約18wt%至約32wt%的HC1，然 后通過在第二反應(yīng)器中使用濃度為約90%至約95% (氣態(tài)）的HCl ;并且通過在第三反應(yīng) 器中使用濃度為約90%至約95% (氣態(tài)）的HCl來進(jìn)行。
[0143] 例如，浸提可以在惰性氣體氣氛（例如氬氣或氮?dú)猓┫逻M(jìn)行。
[0144] 例如，浸提可以在NH3氣氛下進(jìn)行。
[0145] 例如，該材料可以在約125 °C至約225 °C、約140 °C至約165 °C、約145 °C至約 160°C、約 150°C至約 200°C、約 150°C至約 190°C、約 160°C至約 190°C、約 185°C至約 190°C、 約160°C至約180°C、約160°C至約175°C、或約165°C至170°C的溫度下浸提。
[0146] 例如，該材料可以在約4barg至約lObarg、約4barg至約8barg或者約5barg至約 6barg的壓力下浸提。
[0147] 例如，該材料可以在約50psig至約150psig、約60psig至約lOOpsig、或約70psig 至約80psig的壓力下浸提。
[0148] 例如，該材料可以使用HCl浸提，該HCl的濃度為約IOwt%至約50wt%、約15wt% 至約 45wt %、約 18wt % 至約 45wt %、約 18wt % 至約 32wt %、約 20wt % 至約 45wt %、約 25wt% 至約 45wt%、約 26wt% 至約 42wt%、約 28wt% 至約 40wt%、約 30wt% 至約 38wt%、 或25wt%至36wt%。例如，可以使用約18wt%或約32wt%的HC1。
[0149] 浸提也可以通過向水溶液中加入氣相的干燥高濃度酸（例如，85%、90%或95% ) 來進(jìn)行?；蛘?，浸提也可以通過使用弱酸溶液（例如〈3wt% )來進(jìn)行。
[0150] 例如，浸提可以通過在第一反應(yīng)器中使用濃度為約18wt%至約32wt%的HC1，然 后通過在第二反應(yīng)器中使用濃度為約90%至約95%、或95%至100% (氣態(tài)）的HCl來進(jìn) 行。
[0151] 例如，浸取可以通過在第一反應(yīng)器中使用濃度為約18wt%至約32wt%的HC1，然 后通過在第二反應(yīng)器中使用濃度為約90%至約95% (氣態(tài)）的HCl ;并且通過在第三反應(yīng) 器中使用濃度為約90%至約95% (氣態(tài)）的HCl來進(jìn)行。
[0152] 例如，浸提可以在惰性氣體氣氛（例如氬氣或氮?dú)猓┫逻M(jìn)行。
[0153] 例如，浸提可以在NH3氣氛下進(jìn)行。
[0154] 例如，第一浸提可以在常壓下進(jìn)行，然后可以減壓進(jìn)行至少一個(gè)另外的浸提（例 如1，2或3個(gè)后續(xù)浸提步驟）。
[0155] 例如，所述方法還可以包括在浸提赤泥之前，預(yù)浸提去除在該赤泥中任選包含的 弗I。
[0156] 在浸提之前，材料可以是例如通過球磨機(jī)處理的。例如，赤泥可以被降至80%、 85%或90%通過63 iim篩。
[0157] 例如，浸提可以是連續(xù)浸提或半連續(xù)的。
[0158] 例如，本公開的方法可以是連續(xù)的或半連續(xù)的。
[0159] 例如，該方法還可以包括通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài) HCl以獲得濃度為約18wt%至約45wt%、約26wt%至約42wt%、約25wt%至約45wt%、約 28wt %至約40wt %、約30wt %至約38wt %、約18 %至約36 %或％的組合物。
[0160] 例如，該過程還可以包括通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài) HCl以獲得濃度為約18wt%至約45wt%或約25wt%至約45wt%的組合物，并且將該組合物 用于浸提材料。
[0161] 例如，液體可以包含鐵氯化物。鐵氯化物可以包括FeCl2、FeCl3及其混合物中的至 少一種。
[0162] 例如，液體可以具有至少30wt%的鐵氯化物濃度；然后可以在約155°C至約350°C 的溫度下水解。
[0163] 例如，該液體可以被濃縮至鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后鐵氯化物 可以在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以 生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物，并且回收赤鐵礦。
[0164] 例如，赤鐵礦的不可水解成分可以在基于選擇性提取的循環(huán)回路中濃縮回約 0? 125wt%至約52wt%的濃度。
[0165] 例如，該液體可以濃縮到至少一種鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后在 約155°C至約350°C的溫度下水解。
[0166] 例如，該液體可以濃縮到至少一種鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后將 該至少一種鐵氯化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少 65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物，并且回收赤鐵礦。
[0167] 例如，該液體可以濃縮到至少一種鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后將 該至少一種鐵氯化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少 65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物；回收赤鐵礦；并且從所述液體 回收稀土元素和/或稀有金屬。
[0168] 例如，所述至少一種鐵氯化物可在約150°C至約175°C、155°C至約170°C、或165°C 至約170°C的溫度下水解。
[0169] 例如，該液體可以濃縮到鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后可將該鐵氯 化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以 生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物；回收赤鐵礦；并且從所述液體回收稀土元素和/ 或稀有金屬。
[0170] 例如，該方法還可以包括在回收稀土元素和/或稀有金屬之后，使液體與HCl反應(yīng) 以導(dǎo)致MgCl 2沉淀，并且將其回收。
[0171] 例如，該方法還可以包括將MgCl2煅燒成MgO。
[0172] 例如，該方法還可以包含將MgCl2煅燒成MgO,并且通過使所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl與水 接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HCl以獲得濃度為約25wt%至約45wt%或約18至約45wt%的組合 物，并且將該組合物用于浸提赤泥。
[0173] 例如，該方法可還包括在回收稀土元素和/或稀有金屬之后，使液體與HCl反應(yīng)， 并且基本選擇性沉淀Na 2SO4。例如，Na2SO4可以通過使液體與H2SO 4反應(yīng)而沉淀。
[0174] 例如，該方法可還包括在回收稀土元素和/或稀有金屬之后，使液體與HCl反應(yīng)， 并且基本選擇性沉淀K 2SO4。例如，K2SO4可通過添加H2SO 4而沉淀。
[0175] 例如，該液體可以濃縮到鐵氯化物濃度為至少30wt %的濃縮液；然后鐵氯化物在 約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包 含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物；回收赤鐵礦；并且使液體與HCl反應(yīng)。例如，此類方法還 可以包括使液體與H 2SO4反應(yīng)以基本選擇性沉淀Na2SO4。例如，該方法還可以包括使液體與 H 2SO4反應(yīng)以基本選擇性沉淀K2S04。
[0176] 例如，所述方法可以包括使所述方法中獲得的干燥的個(gè)別鹽（例如Na或K鹽）與 H2SO 4反應(yīng)，并且回收HCl，同時(shí)產(chǎn)生可出售的K2SOjPNa2SO4，并且回收約15wt%至約90wt% 的鹽酸。
[0177] 例如，在所述方法中產(chǎn)生的氯化鈉可以經(jīng)歷與硫酸的化學(xué)反應(yīng)以獲得硫酸鈉并且 再生鹽酸。氯化鉀可以經(jīng)歷與硫酸的化學(xué)反應(yīng)以獲得硫酸鉀并且再生鹽酸。氯化鈉和氯化 鉀鹽水溶液可以替換地作為經(jīng)調(diào)整（adapted)的小型氯-堿電解池的進(jìn)料。在后一種情況 中，產(chǎn)生常見的堿（NaOH和KOH)和漂白劑（NaOCl和KOCl)。
[0178] 例如,該方法還可以包括在回收稀土元素和/或稀有金屬之后,從液體回收NaCl, 使NaCl與H 2SO4反應(yīng)，并且基本選擇性沉淀Na2SO4。
[0179] 例如，該方法還可以包括在稀土元素和/或稀有金屬回收的下游，從液體回收 KCl，使KCl與H 2SO4反應(yīng)，并且基本選擇性沉淀K2SO4。
[0180] 例如，該方法還可以包括在回收稀土元素和/或稀有金屬的下游，從液體回收 NaCl，進(jìn)行電解以生成NaOH和NaOCl。
[0181] 例如，該方法還可以包括在回收稀土元素和/或稀有金屬的下游，從液體回收 KCl，使KCl反應(yīng)，進(jìn)行電解以生成KOH和KOCl。
[0182] 例如，該液體可以濃縮到至少一種鐵氯化物濃度為至少30wt %的濃縮液；然后 該至少一種鐵氯化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少 65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物，并且回收赤鐵礦；并且從液體提 取NaCl和/或KCl。
[0183] 例如，該方法還可以包括使NaCl與H2SO4反應(yīng)以基本選擇性沉淀Na 2S04。
[0184] 例如，該方法還可以包括使KCl與H2SO4反應(yīng)以基本選擇性沉淀K 2S04。
[0185] 例如，該方法還可以包含進(jìn)行NaCl的電解以生成NaOH和NaOCl。
[0186] 例如，該方法還可以包含進(jìn)行KCl的電解以生成KOH和K0C1。
[0187] 例如，該方法可以包括將固體與浸提液分離并洗滌該固體，從而獲得純度為至少 95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99. 5%或至少99. 9%的二氧化硅。
[0188] 例如，該方法可以包括使浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含氯化物 形式的第一金屬的沉淀物。
[0189] 例如，該方法可以包括使浸提液與干燥的氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含 氯化物形式的第一金屬的沉淀物。
[0190] 例如，沉淀AlCl3可以包含結(jié)晶AlCl3 ? 6H20。
[0191] 例如，該方法可以包括浸提液與使在所述方法中回收的且濃度為至少30%的HCl 反應(yīng)，從而獲得液體以及包含鋁離子的沉淀物，該沉淀物通過結(jié)晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0192] 例如，第一金屬可以選自錯(cuò)、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、猛、鎳、鈕、鉬、杜、磷、 鈾和鈦，和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀有金屬。
[0193] 例如，液體可以包含第二金屬。
[0194] 例如，第二金屬可以選自錯(cuò)、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、猛、鎳、鈕、鉬、杜、磷、 鈾和鈦，和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀有金屬。
[0195] 例如，第二金屬可以是鐵。
[0196] 例如，該方法可以包括將沉淀物與液體分離，并且加熱第二金屬以將第二金屬的 氯化物轉(zhuǎn)化為第二金屬的氧化物。
[0197] 例如，該方法可以包括：
[0198] 將固體與浸提液分離；
[0199] 用酸浸提固體以獲得另一種浸提液；并且
[0200] 從另一種浸提液中回收第三金屬。
[0201] 例如，第三金屬可以選自錯(cuò)、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、猛、鎳、鈕、鉬、杜、磷、 鈾和鈦，和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀有金屬。
[0202] 例如，第三金屬可以是鈦。
[0203] 例如，用于浸提的酸可以選自HCl、HN03、H2SO 4及其混合物。
[0204] 例如，該酸可以是HCl。
[0205] 例如，該酸可以是氣態(tài)HCl。
[0206] 例如，該方法可以包括通過沉淀第三金屬而從所述另一種浸提液回收第三金屬。
[0207] 例如，第三金屬可以通過使其與HCl反應(yīng)而沉淀。
[0208] 例如，該方法還可以包括加熱第三金屬以將第三金屬的氯化物轉(zhuǎn)化為第三金屬的 氧化物。
[0209] 例如，第一金屬可以是鋁。
[0210] 例如，第一金屬可以是鎂。
[0211] 例如，第一金屬可以是鎳。
[0212] 例如，第二金屬可以是鎂。
[0213] 例如，第二金屬可以是鎳。
[0214] 例如，該方法可以包括使浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含 AlCl3 ? 6H20形式的鋁離子的沉淀物。
[0215] 例如，該方法可以包括使浸提液與干燥的氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含 AlCl 3 ? 6H20形式的鋁離子的沉淀物。
[0216] 例如，該方法可以包括使浸提液與如本公開所指出的那樣回收、再生和/或純化 的至少30wt%的酸反應(yīng)，從而獲得液體以及包含AlCl 3 ? 6H20形式的鋁離子的沉淀物。
[0217] 例如，該方法可以包括使浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含鋁離子 的沉淀物，該沉淀物通過結(jié)晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0218] 例如，該方法可以包括使浸提液與干燥的氣態(tài)HCl反應(yīng)，從而獲得液體以及包含 錯(cuò)離子的沉淀物，該沉淀物通過結(jié)晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0219] 例如，鋁離子可以以AlCl3(例如AlCl3 *6H20)的形式在結(jié)晶器中沉淀，例如，通過 添加濃度為約26wt %至約32wt %的HCl。
[0220] 例如，氣態(tài)HCl可以具有至少85wt %或至少90wt %的HCl濃度。
[0221] 例如，氣態(tài)HCl可以具有約90wt%或者約90wt%至約95wt%的HCl濃度。
[0222] 例如，在AlCl3 ? 6H20結(jié)晶過程中，液體可以保持為約25wt%至約35wt%或者約 30wt%至約32wt%的HCl濃度。
[0223] 例如，結(jié)晶可以在約45°C至約65°C或者約50°C至約60°C的溫度下進(jìn)行。
[0224] 例如，AlCl3. 6H20的結(jié)晶可通過添加濃縮的氣態(tài)HCl以達(dá)到在結(jié)晶器中建立游離 HCl的專有濃度來進(jìn)行。從晶體獲得的平均產(chǎn)物（results)，例如六水合物晶體，可以供給 于煅燒單元。AlClyK解和轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在非常低的溫度（〈200°C)下。該晶體可以通過 第一步，其中發(fā)生分解隨后是進(jìn)行煅燒。可以操作循環(huán)流化床以使能量消耗比六水合物晶 體煅燒通常所需的能量小30%。若需要，所產(chǎn)生的氧化鋁可以被洗滌以去除未轉(zhuǎn)化的鹽。
[0225] 例如，HCl可以由所產(chǎn)生的氣態(tài)HCl獲得。
[0226] 例如，在本公開的方法中，給定的批次或量的含鋁的材料將被浸提，然后將被轉(zhuǎn)化 成AlCl 3，并且此時(shí)，AlCl3煅燒為Al2O3的過程中產(chǎn)生的HCl將被用于浸提另一個(gè)給定的批 次或量的含鋁的材料。
[0227] 例如，該方法可以包括以至少 180°C、230°C、250°C、300°C、350°C、400°C、450°C、 500 °C、550 °C、600 °C、650 °C、700 °C、750 °C、800 °C、850 °C、900 °C、925 °C、930 °C、1000 °C、 1100°C、1200°C或1250°C的溫度加熱所述沉淀物，以將AlCl3轉(zhuǎn)化成A1 203。
[0228] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括AlCl 3煅燒。
[0229] 例如，煅燒對(duì)將AlCl3轉(zhuǎn)化成0 -Al2O3是有效的。
[0230] 例如，煅燒對(duì)將AlCl3轉(zhuǎn)化成a -Al2O3是有效的。
[0231] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括通過兩階段循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
[0232] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括通過包括預(yù)熱系統(tǒng)的兩階段循環(huán)流化床反應(yīng) 器進(jìn)行煅燒。
[0233] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括在例如約300°C至約600°C、約325°C至約 550°C、約 350°C至約 500°C、約 375°C至約 450°C、約 375°C至約 425°C、或約 385°C至約 400°C 的低溫下和/或噴射蒸汽下進(jìn)行煅燒。
[0234] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括在例如至少180°C、至少250°C、至少300°C、 至少350°C的低溫下和/或噴射蒸汽下進(jìn)行煅燒。
[0235] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括在例如小于600°C的低溫下和/或噴射蒸汽 下進(jìn)行煅燒。
[0236] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括通過使用煤作為燃燒源并且通過使用脫氣單 兀來進(jìn)行煅燒。
[0237] 例如，該方法可以包括通過進(jìn)行AlCl3 ? 6H20煅燒而將AlCl3 ? 6H20轉(zhuǎn)化成Al2O3, 該煅燒包括蒸汽噴射。
[0238] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以在約200psig至約700psig、約300psig至約 700psig、約 400psig 至約 700psig、約 550psig 至約 650psig、約 575psig 至約 625psig、或 約590psig至約610psig的壓力下噴射。
[0239] 例如，可以噴射蒸汽（或水蒸汽）并且等離子體焰炬可以用于進(jìn)行流化。
[0240] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以是過熱的。
[0241] 例如，蒸汽（或水蒸汽）可以為約300°C至約400°C的溫度。
[0242] 例如，來自煅燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣的酸可以隨后通過氣相純化法處理。
[0243] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括用一氧化碳（CO)進(jìn)行煅燒。
[0244] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包括用煉廠氣（Refinery Fuel Gas，RFG)進(jìn)行煅 燒。
[0245] 例如，煅燒可以通過噴射水蒸汽或蒸汽和/或通過使用選自化石燃料、一氧化碳、 煉廠氣、煤或含氯氣體和/或溶劑的燃燒源來進(jìn)行。
[0246] 例如，煅燒可以通過噴射水蒸汽或蒸汽和/或通過使用選自天然氣或丙烷的燃燒 源來進(jìn)行。
[0247] 例如，煅燒可以通過用電加熱、氣體加熱、微波加熱提供熱量來進(jìn)行。
[0248] 例如，該方法可以包括以Al (OH) 3形式沉淀Al3+離子。例如，以Al (OH) 3形式沉淀 Al3+離子是在約7至約10 ;約9至約10 ;約9. 2至約9. 8 ;約9. 3至約9. 7 ;約9. 5 ;7. 5至 約8. 5 ;約7. 8至約8. 2 ;或約8的pH下進(jìn)行的。
[0249] 例如，鐵離子可以在大于11的pH、大于12的pH、在10至11之間的pH、約11. 5至 約12. 5的pH，或約11. 8至約12. 0的pH下沉淀。
[0250] 例如，Al3+離子被純化。
[0251] 例如，該方法可以包括以AlCl3的形式沉淀Al3+離子，從而純化Al 3+離子。例如， 沉淀AlCl3可以通過以AlCl3 ? 6H20的形式結(jié)晶AlCl3來進(jìn)行。
[0252] 例如，該方法可以包括將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O 3，例如，通過在惰性氣體氣氛下將AlCl3 轉(zhuǎn)化成Al2O3，或者通過在氮?dú)鈿夥障聦lCl3轉(zhuǎn)化成Al 2O315
[0253] 將所得到的氧化鋁可以由軟化水洗滌，以至少部分地除去NaCl和/或KC1。
[0254] 例如，流化床反應(yīng)器可以包括選自金屬氯化物的金屬催化劑。
[0255] 例如，流化床反應(yīng)器可以包括金屬催化劑，其為FeCl3、FeCl2或其混合物。
[0256] 例如，流化床反應(yīng)器可以包括金屬催化劑，其為FeCl3。
[0257] 例如，預(yù)熱系統(tǒng)可以包含等離子體焰炬。
[0258] 例如，可以將蒸汽用作加熱流化介質(zhì)。加熱也可以是電的。
[0259] 例如，等離子體焰炬可以用于預(yù)熱所述煅燒反應(yīng)器。
[0260] 例如，等離子體焰炬可以用于預(yù)熱進(jìn)入所述煅燒反應(yīng)器的空氣。
[0261] 例如，等離子體焰炬可以用于生成噴射入煅燒反應(yīng)器的蒸汽。
[0262] 例如，等離子體焰炬可以有效用于產(chǎn)生在流化床反應(yīng)器中作為流化介質(zhì)的蒸汽。
[0263] 例如，等離子體焰炬可以用于預(yù)熱流化床。
[0264] 例如，煅燒介質(zhì)對(duì)于O2(或氧化）可以是基本中性的。例如，煅燒介質(zhì)可以有利于 還原（例如約IOOppm的CO濃度）。
[0265] 例如，煅燒介質(zhì)可以有效地防止Cl2的形成。
[0266] 例如，該方法可包括通過進(jìn)行AlCl3 ? 6H20的煅燒而將AlCl3 ? 6H20轉(zhuǎn)化成Al2O3, 例如，所述煅燒由包含以下的氣體混合物的燃燒而提供：
[0267] CH4 :0 至約 Ivol % ;
[0268] C2H6 :0 至約 2vol% ;
[0269] C3H8 :0 至約 2vol% ;
[0270] C4H1。：?至約 Ivol % ;
[0271] N2 :0 至約 0? 5vol % ;
[0272] H2 :約 0? 25 至約 15. Ivol % ;
[0273] CO :約 70 至約 82. 5vol % ;和
[0274] CO2 :約 I. 0 約 3. 5vol%
[0275] 此類混合物可有效地減少15. 3 %至16. 3 %的廢氣體積；因此基于循環(huán)流化 床的實(shí)際操作，證明了 15. 3 %至16. 3 %的容量增量。因此，對(duì)于相同的流，這代表了 0.65*16.3%= 10. 6%的運(yùn)營支出（Opex)。
[0276] 例如，在流化床中空氣與天然氣之比（NmVh比Nm3A)可以為約9. 5至約10。
[0277] 例如，在流化床中空氣與CO氣體之比（NmVh比Nm3A)可以為約2至約3。
[0278] 例如，所述氣體混合物可基本上不存在02。
[0279] 例如，該方法可以包括在浸提含鋁的材料之前，預(yù)浸提去除在含鋁的材料中任選 包含的。
[0280] 例如，該方法可以包括用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固 體，將該固體與該浸提液分離；并進(jìn)一步處理該固體以將其中包含的SiO 2與TiO2分離。
[0281] 例如，該方法可以包括用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固 體，將該固體與該浸提液分離；并進(jìn)一步處理該固體以將其中包含的Si與Ti分離。
[0282] 例如，該方法可以包括用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固 體，將該固體與該浸提液分離；并進(jìn)一步用HCl處理該固體以將其中包含的Si與Ti分離。
[0283] 例如，該方法可以包括用HCl浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，將 該固體與該浸提液分離；并進(jìn)一步用HCl在氯化物存在下（例如選自堿金屬氯化物和堿土 金屬氯化物）處理該固體以將其中包含的Si與Ti分離。
[0284] 例如，該固體可以用HCl和氯化物處理以獲得包含Ti的液體部分和包含Si的固 體部分，并且其中將該液體部分與該固體部分分離。
[0285] 例如，該固體可以用HCl和氯化物處理以獲得包含TiCl4的液體部分。
[0286] 例如，該方法還可以包含將TiCl4轉(zhuǎn)化成TiO2。
[0287] 例如，TiCl4可以通過第三液體餾分的溶劑提取并隨后由溶劑提取形成二氧化鈦 而轉(zhuǎn)化成TiO 2。
[0288] 例如，TiCl4可以與水和/或堿反應(yīng)，以使TiO2沉淀。
[0289] 例如，TiCl4可以通過高溫水解而轉(zhuǎn)化為TiO2，由此產(chǎn)生HCl。
[0290] 例如，TiCl4可以通過高溫水解而轉(zhuǎn)化為TiO2，由此產(chǎn)生被再循環(huán)的HCl。
[0291] 例如，固體可以包括TiO2和SiO2，并且固體可以用Cl 2和碳處理以得到液體部分和 固體部分，并且其中該固體部分與該液體部分彼此分離。
[0292] 例如，液體部分可以包含TiCl2和/或TiCl4。
[0293] 例如，液體部分可以包含TiCl4。
[0294] 例如，該方法還可以包括加熱TiCl4以將其轉(zhuǎn)化成TiO2。
[0295] 例如，所得到的TiO2可以通過等離子體焰炬而純化。
[0296] 例如，該方法可以包括用HCl浸提含鋁的材料以獲得包含鋁離子的浸提液以及固 體，將該固體與該浸提液分離；并且進(jìn)一步用濃度小于20wt %的HCl在低于85°C的溫度下、 在氯化物存在下處理該固體，從而將其中包含的Si與Ti分離。
[0297] 例如，氯化物可以選自堿金屬氯化物和堿土金屬氯化物。
[0298] 例如，氯化物可以是MgCl2或CaCl2。
[0299] 在浸提后，鈦離子以鈦氯化物的形式處于液相，并且Si保持固體。因此，Si可以 簡單地通過固/液分離而與Ti分離。然后，鈦氯化物可被轉(zhuǎn)化為TiO 2。必須注意的是氯氧 化鈦也可存在于該浸提液中。
[0300] 在CA2513309中討論了從浸提液回收鈦的各種方法，其全部內(nèi)容通過引用整體并 入文本。
[0301] 例如，分離方法如溶劑提取、沉淀或離子交換可以用于除去雜質(zhì)，各種雜質(zhì)諸如 鐵、鉻和釩，隨后是鈦的回收。這些技術(shù)中的一些在US6500396中討論（其全部內(nèi)容通過引 用整體并入本文）。
[0302] 例如，在為了純化鈦離子，浸提液可以用有機(jī)相處理?？梢赃x擇該有機(jī)相，以使給 定的離子可以被選擇性地提取入有機(jī)相，而鈦離子留在水溶液中。因此，也可以獲得高純度 的該給定金屬的氧化物。
[0303] 有機(jī)相的實(shí)例為季銨氯化物、胺（伯、仲或叔）、磷酸和次膦酸及其酯和氧化物，例 如磷酸三-正丁酯、二-2-乙基己基磷酸和氧化膦。有機(jī)相可以被剝離鐵值，并回收?？梢?選擇這樣的有機(jī)相，以使鈦氯化物可以在有機(jī)相中是可溶的。例如，選擇有機(jī)相，以使該有 機(jī)相與鈦氯化物可以通過分餾而分離（例如在有機(jī)相和鈦氯化物之間的沸點(diǎn)的分離）。
[0304] 例如，鈦氯化物可以用水或堿（如氧化鎂）進(jìn)行處理，或者通過將溶液的溫度提升 至85-1KTC，以實(shí)現(xiàn)二氧化鈦的沉淀。
[0305] 所得到的鈦氯化物產(chǎn)物也可以在高溫水解反應(yīng)器中進(jìn)行煅燒或在等離子體焰炬 中處理，以使其轉(zhuǎn)化成TiO 2。
[0306] 例如，將AlCl3轉(zhuǎn)化成Al2O3可以包含進(jìn)行一步煅燒。
[0307] 例如，煅燒可以通過蒸汽而在不同溫度下進(jìn)行。應(yīng)用的過熱蒸汽的溫度可為約 350°C至約 550°C或約 350°C至約 940°C或約 350°C至約 1200°C。
[0308] 例如，可以進(jìn)行水解器的多階段蒸發(fā)步驟以大幅度降低能耗。
[0309] 例如，該方法可以有效地提供至少93%、至少94%、至少95%、約90%至約95%、 約92%至約95%、或約93%至約95%的Al 2O3回收率。
[0310] 例如，該方法可以有效提供至少98%、至少99%、約98%至約99. 5%，或約98. 5% 至約99. 5%的Fe2O3回收率。
[0311] 例如，該方法可以有效提供至少96%、至少97%、至少98%或約96%至約98%的 MgO回收率。
[0312] 例如，該方法可有效提供至少98%、至少99%或約98%至約99. 9%的HCl回收 率。
[0313] 例如，該方法可以通過使用內(nèi)部濃度回路的內(nèi)部過程而有效提供回收率為約75% 至約96. 5 %的稀土元素氯化物（REE-Cl)和稀有金屬氯化物（RM-Cl)。
[0314] 例如，該方法可以對(duì)不可水解成分有效提供約99. 75%的鹽酸回收率。
[0315] 例如，含鋁的材料可以是赤泥。
[0316] 例如，含鋁的材料可以選自工業(yè)耐火材料。
[0317] 例如，含鋁的材料選自硅鋁酸鹽礦物。
[0318] 例如，該方法可以有效避免產(chǎn)生赤泥。
[0319] 例如，所得到的氧化鋁和其它產(chǎn)物基本不含赤泥。
[0320] 例如，HCl可以被再循環(huán)。例如，該在循環(huán)的HCl可以為濃縮的和/或純化的。
[0321] 例如，回收的HCl可以為氣態(tài)HCl并且可以用H2SO4處理以降低在該氣態(tài)HCl中存 在的水量。
[0322] 例如，回收的HCl可以為氣態(tài)HCl并且可以通過填充柱以與H2SO4逆流接觸，從而 降低在該氣態(tài)HCl中存在的水量。
[0323] 例如，氣態(tài)HCl通過H2SO4可以被濃縮和/或純化。例如，氣態(tài)HCl可以通過填充 柱，其中使其與H 2SO4逆流接觸。例如，通過這樣做，HCl的濃度可以增加至少50wt%、至 少 60wt%、至少 70wt%、至少 75wt%、至少 SOwt1%、約 50wt% 至約 SOwt1%、約 55wt%至約 75wt%或約60wt%。例如，該柱可以填充有聚合物如聚丙烯（PP)或?qū)Ρ蕉姿岜减?(PTT)。
[0324] 例如，氣態(tài)HCl可以通過CaCl2或LiCl而濃縮和/或純化。例如，氣態(tài)HCl可以 通過填充有CaCl 2或LiCl的柱。通過這樣做，可以降低HCl中的水量。
[0325] 例如，氣態(tài)HCl的濃度從處理前的低于共沸點(diǎn)的值增加至處理后的高于共沸點(diǎn)的 值。
[0326] 例如，一旦結(jié)晶化，堿金屬（主要是Na)可以被加工以回收高度濃縮的鹽酸（HCl)。 用于轉(zhuǎn)化而選擇的方法可以產(chǎn)生化學(xué)工業(yè)中常用的增值產(chǎn)物。例如，為從堿（alkali)產(chǎn)生 漂白劑，可以向經(jīng)調(diào)整的小型氯-堿電解池供給氯化鈉鹽水溶液。其可以是例如兩步法，其 中使鹽水經(jīng)歷高電流，并使用氯（Cl 2)和氫氣（H2)生產(chǎn)堿（NaOH)?？梢允笻2和Cl2經(jīng)歷常 規(guī)火焰，其中高度濃縮的酸以氣相產(chǎn)生并且可以直接用于結(jié)晶階段。
[0327] 例如，通過本公開的方法獲得的各種產(chǎn)物如氧化鋁、赤鐵礦、鈦氧化物、氧化鎂、稀 土元素和稀土金屬等還可以通過等離子體焰炬而純化。例如，可以將其單獨(dú)地噴射入等離 子體焰炬以進(jìn)一步將其純化。
[0328] 例如，該方法還可以包括將氧化鋁（Al2O3)轉(zhuǎn)化為鋁。將氧化鋁轉(zhuǎn)化成鋁可 以例如通過使用Hall-H6roult法進(jìn)行。在各種專利和專利申請(qǐng)如US20100065435 ; US20020056650 ;US5876584 ;US6565733中對(duì)這樣的公知方法進(jìn)行提及。轉(zhuǎn)化也可以通過其 它方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化，例如US7867373 ;US4265716 ;US6565733中描述的那些方法（將氧化鋁轉(zhuǎn) 化成硫化鋁，隨后將硫化鋁轉(zhuǎn)化為鋁）。例如，鋁可以通過使用還原環(huán)境和碳在低于200°C 的溫度下生產(chǎn)。鋁也可以通過使用鉀和無水氯氯化物還原（Wohler法）而產(chǎn)生。例如，其 中將Al 2O3轉(zhuǎn)化成鋁可以是通過將Al2O3轉(zhuǎn)化成Al2S 3，然后將Al2S3轉(zhuǎn)化成鋁而進(jìn)行的。
[0329] 例如，該方法可以包括使浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)以獲得液體和包含MgCl2的沉淀 物。
[0330] 例如，該方法可以包括使浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)以獲得液體和包含MgCl2的沉淀 物。
[0331] 例如，從本公開的方法所回收的NaCl可以與SO2反應(yīng)，從而產(chǎn)生HCl和Na 2S04。這 樣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其可以產(chǎn)生可用于使渦輪活動(dòng)并且最終發(fā)電的蒸汽。
[0332] 例如，固體可以包括TiO2和SiO2并且固體可以用Cl 2和碳處理，以得到液體部分 和固體部分，并且其中將該固體部分和該液體部分彼此分尚。
[0333] 例如，所述至少一種金屬可以包含選自諸如鋁、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、 錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾和鈦，和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀有金屬的第一金 屬。
[0334] 例如，第一金屬可以是鋁。
[0335] 例如，該方法可以包括使第一浸提液與氣態(tài)HCl反應(yīng)以獲得液體和包含鋁離子的 沉淀物，該沉淀物通過結(jié)晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0336] 例如，該方法可以包括使第一浸提液與干燥的氣態(tài)HCl反應(yīng)以獲得液體和包含鋁 離子的沉淀物，該沉淀物通過結(jié)晶AlCl 3 ? 6H20而形成。
[0337] 例如，第一浸提液可以包含Al離子和/或Fe離子。
[0338] 例如，Al離子可以基本選擇性地以AlCl3 ? 6H20的形式從第一浸提液沉淀。
[0339] 例如，Al離子可以基本選擇性地以AlCl3 ? 6H20的形式從第一浸提液沉淀。
[0340] 例如，F(xiàn)e離子可以通過經(jīng)由水解將其轉(zhuǎn)化為Fe2O3而基本選擇性地提取。
[0341] 例如，固體可以包括TiO2和SiO2并且固體可以用Cl 2和碳處理，以得到包括鈦氯 化物的液體部分以及固體部分，并且其中將該固體部分和該液體部分彼此分離。
[0342] 例如，包括加熱鈦氯化物以將其轉(zhuǎn)化成Ti02。
[0343] 根據(jù)圖1所示的一個(gè)實(shí)例，該方法可以涉及以下步驟（圖1中的參考符號(hào)對(duì)應(yīng)于 以下步驟）：
[0344] 1-使含鋁的材料減小至平均粒徑為約50 ii m至約80 ii m。
[0345] 2-減小且分類的材料用鹽酸處理，其允許在預(yù)定溫度和壓力下溶解鋁和其它成分 如鐵、鎂和包括稀土元素和/或稀有金屬的其它金屬。二氧化硅和鈦（如果在原料中存在） 保持完全未溶。
[0346] 3-來自浸提步驟的母液然后經(jīng)歷分離、清洗階段，以從溶液中的金屬氯化物分離 純化的二氧化硅。純化的硅石可以然后任選地經(jīng)歷一個(gè)或兩個(gè)額外的浸提階段（例如在約 150°C至約160°C的溫度下），從而使二氧化硅的純度增加至高于99. 9%。在二氧化硅中包 含的TiO2可以通過將HCl和MgCl2用作浸濾劑組合物而進(jìn)行的浸提來與二氧化硅分離。
[0347] 4-然后通過在結(jié)晶器中噴灑干燥且高度濃縮的氣態(tài)氯化氫而由該氣態(tài)氯化氫提 高從步驟1獲得的廢酸（浸提液）的濃度。這導(dǎo)致氯化鋁六水合物（沉淀物）結(jié)晶且具有 最少的其它雜質(zhì)。根據(jù)在此階段鐵氯化物的濃度，可以需要進(jìn)一步結(jié)晶步驟。然后將該沉 淀物與液體分離。例如，晶體的粒徑可以為約100 U m至約500 ii m、約200 ii m至約400 ii m、 或約200 ii m至約300 ii m?；蛘撸w的粒徑可以為約100 ii m至約200 ii m、約300 ii m至約 400 u m、或約 400 u m 至 500 u m。
[0348] 5-該氯化鋁六水合物然后在高溫下煅燒（例如，通過回轉(zhuǎn)窯、流化床等），以獲得 氧化鋁形式。然后回收高度濃縮的氣態(tài)氯化氫，并且以水溶液形式使其過量成為可能的最 高濃度，從而在酸浸提步驟中使用（再循環(huán)）。酸也可以以氣相直接送到酸純化階段以使 HCl濃度從約30wt%增加至約95wt%。這可以做到，例如，在干燥階段期間。
[0349] 6-鐵氯化物（從步驟4獲得的液體）然后預(yù)濃縮并基于Fe2O3(赤鐵礦形式）提 取而在低溫下水解，并從其水解回收酸。煅燒步驟（步驟5)、浸提部分放熱反應(yīng)（步驟1) 和該方法的其它部分的熱回收被回收到預(yù)濃縮器中。
[0350] 10-在除去赤鐵礦后，可以處理富含稀土元素和/或稀有金屬的溶液。如圖3可 見，可以完成內(nèi)部再循環(huán)（在除去赤鐵礦后），富含稀土元素和/或稀有金屬的溶液可以用 于結(jié)晶階段4。稀土元素和/或稀有金屬的提取可以如PCT/CA2012/000253和/或PCT/ CA2012000419所描述的那樣來完成。這兩個(gè)文獻(xiàn)的全部內(nèi)容通過引用整體并入本文。
[0351] 其它不可水解的金屬氯化物（Me-Cl)如MgCl2等然后經(jīng)歷以下步驟 ：
[0352] 7-然后在低溫下通過向結(jié)晶器中噴灑干燥且高度濃縮的氣態(tài)氯化氫而由該氣態(tài) 氯化氫提高富含氯化鎂和其它不可水解產(chǎn)物的溶液的濃度。這導(dǎo)致MgCl 2以六水合物形成 沉淀，例如在氯化鈉和氯化鉀去除之后。
[0353] 8-氯化鎂六水合物然后煅燒（通過回轉(zhuǎn)窯、流化床等），并且由此再生非常高濃度 的鹽酸并使其返回浸提步驟。
[0354] 9-其它Me-Cl經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)高溫水解步驟，其中可以產(chǎn)生混合氧化物（Me-O)并且再生 共沸點(diǎn)（ 2〇. 2Wt % )的鹽酸。
[0355] NaCl可以經(jīng)歷與H2SO4的化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生Na2SO4和濃度等于或高于共沸濃度的 HC1。此外，KCl可以經(jīng)歷與H2SO4的化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生K2SO 4和濃度高于共沸濃度的HC1?？?以將氯化鈉和氯化鉀鹽水溶液作為經(jīng)調(diào)整的小型氯-堿電解池的進(jìn)料。在后一種情況下， 產(chǎn)生了常見的堿（NaOH和K0H)和漂白劑（NaOCl和K0C1)以及HCl。
[0356] 例如，該液體可以濃縮到鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后可以將鐵氯 化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以 生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物，并回收赤鐵礦。
[0357] 例如，該液體可以濃縮到鐵氯化物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后可以將鐵氯 化物在約155°C至約350°C的溫度下水解，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以 生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合物，并回收赤鐵礦；并且從該液體回收稀土元素和/ 或稀有金屬。例如，該方法還可以包含在回收稀土元素和/或稀有金屬之后，使該液體與 HCl反應(yīng)以導(dǎo)致MgCl 2沉淀，并且將其回收。
[0358] 然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，連續(xù)方法可以處理高百分比的二氧化硅（>55% ) 和雜質(zhì)以及相對(duì)低百分比的鋁（例如，低至約15%)，并且仍然是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的?？?以對(duì)Al2O 3獲得令人滿意的收率（>93-95% )，以及對(duì)稀土元素和/或稀有金屬獲得大于 75%、85%或90%的收率。在大多數(shù)情況下，不需要預(yù)先熱處理。本公開所披露的方法可以 涉及對(duì)于非常高濃度（strength)的浸提和酸回收的特殊技術(shù)，由此與堿過程相比提供諸 多優(yōu)點(diǎn)。
[0359] 在步驟1中，待處理的材料無論是否進(jìn)行熱處理均被粉碎、碾磨、干燥和分級(jí)以具 有約50 ii m至約80 ii m的平均粒徑。
[0360] 在步驟2中，經(jīng)研磨的材料被引入反應(yīng)器中，并將經(jīng)歷浸提階段。
[0361] 在步驟2中使用的浸提鹽酸可以從步驟5、6、8、9、10和11中再循環(huán)或再生（參 見圖3)，其濃度可以從15wt%至45wt%變化。更高濃度可以使用膜分離、低溫和/或高壓 方法來獲得。酸浸提可以在壓力和在接近其沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行，由此允許最小的蒸煮時(shí)間 (digestion time)和延長的反應(yīng)程度（90% -100% )。浸提（步驟2)可以以半連續(xù)方式 實(shí)現(xiàn)，其中具有殘余的游離鹽酸的廢酸被替換為在反應(yīng)某個(gè)階段的或者允許酸/礦物比率 降低的高度濃縮的酸，從而降低了反應(yīng)時(shí)間并改善了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。例如，動(dòng)力學(xué)常數(shù)k可以 是：0. 5-0. 75g/mole. L。例如，浸提可以為連續(xù)浸提。
[0362] 如前面所指出的，堿金屬、鐵、鎂、鈉、鈣、鉀、稀土元素和其它元素也將在不同的階 段呈氯化物形式。二氧化硅和任選的鈦可以保持不溶并且將經(jīng)歷（步驟3)液/固分離和 清洗階段。本公開的方法傾向于回收最大量的殘留的游離鹽酸和溶液中的氯化物以最大化 鹽酸回收率，使用諸如傾斜分級(jí)（rake classifying)、帶式過濾器過濾、高壓、旋轉(zhuǎn)過濾器 離心等。純SiO2(-個(gè)額外的浸提階段）用純度99%的納米水清洗。不含二氧化硅的母液 隨后被稱為廢酸（各種金屬氯化物和水），并且進(jìn)到結(jié)晶步驟（步驟4)。游離HCl及氯化 物回收可以為至少99%、99. 5%、99. 9%或99. 99%。
[0363] 在步驟4中，然后將具有大量氯化鋁的廢酸（或浸提液）用從步驟5獲得或回收 的干燥且高度濃縮的氣態(tài)氯化氫飽和，或用>30wt%的HCl水溶液飽和,這產(chǎn)生氯化錯(cuò)六水 合物（AlCl 3 *6H20)沉淀物。保留的沉淀物然后被洗滌并過濾或離心分離，之后送入煅燒階 段（步驟5)。來自第4步中的其余的廢酸然后被處理至酸回收系統(tǒng)（步驟6至8)，其中將 獲得純次級(jí)產(chǎn)物（secondary product)。
[0364] 在步驟5中，鋁氧化物（二氧化鋁）是直接從高溫條件下獲得的。以氣體形式 獲得的高濃度的氯化氫可以供給至步驟4和7以用于結(jié)晶，其中可以通過疏水膜對(duì)其處 理。過量的氯化氫被吸收，并且作為再生酸用于步驟2的高度濃縮的酸，高于共沸點(diǎn)濃度 (>20. 2% )。例如，這樣的濃度可為約18wt%至約45wt%、約25wt%至約45wt%或25wt% 至36wt%。酸也可以以氣相（>30wt%)直接重新導(dǎo)向酸純化。
[0365] 步驟4之后，各種氯化物衍生物（主要是鐵以及鎂和稀土元素和稀有金屬）接下 來經(jīng)歷鐵提取步驟。這樣的步驟可以例如通過使用在W02009/153321中公開的技術(shù)而進(jìn) 行，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。此外，赤鐵礦可以加入晶種以用于晶體生長。例如，赤 鐵礦引晶可以包括再循環(huán)引晶。
[0366] 在步驟6中，進(jìn)行了在低溫（155-350°C)下的水解并且產(chǎn)生了純的Fe2O 3 (赤鐵礦） 并且再生了至少有15%濃度的鹽酸。如W02009/153321所述的方法處理氯化亞鐵和氯化 鐵、其可能的混合物及游離鹽酸的溶液，通過一系列步驟，即預(yù)濃縮步驟、氯化亞鐵被氧化 成高鐵形式的氧化步驟，以及最后通過水解步驟進(jìn)入稱為水解器的操作單元，其中氯化鐵 的濃度保持為65wt %，以產(chǎn)生濃度確保氯化氫濃度為15-20. 2 %的富氣體蒸汽，以及將經(jīng) 歷物理分離步驟的純赤鐵礦。冷凝的潛熱被回收至預(yù)濃縮并與來自煅燒階段（步驟5)的 過量熱量一起用作制熱輸入。
[0367] 來自水解器的母液（步驟6)可以被部分地再循環(huán)至其中觀察到不可水解成分濃 度增加的第一步驟結(jié)晶過程。在去除鐵之后，液體富集有其它非可水解成分，并且主要包括 氯化鎂或其它成分（各種氯化物）以及例如仍為氯化物形式的稀土元素和稀有金屬的可能 的混合物。
[0368] 氯化物形式的稀土元素和稀有金屬以百分比形式高度濃縮進(jìn)入水解器操作單 元（步驟6)并從母液提?。ú襟E10)，其中各種已知技術(shù)可以用于提取該一系列單獨(dú)的 RE-O(稀土氧化物）。其中，本公開的方法允許在水解器內(nèi)將以下元素濃縮至高濃度：鈧 (Sc)、鎵（Ga)、釔（Y)、鏑（Dy)、鈰（Ce)、鐠（Pr)、釹（Nd)、銪（Eu)、鑭（La)、釤（Sm)、釓（Gd)、 鉺（Er)、鋯（Zr)及其混合物。可以用于提取稀土元素和/或稀有金屬的技術(shù)可以在以 下文獻(xiàn)中找到，例如，Zhou 等人，RARE METALS，Vol. 27, No. 3, 2008,第 223-227 頁以及 US 2004/0042945,其全部內(nèi)容通過引用并入本文。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，也可以使用通常 用于提取來自拜耳法的稀土元素和/或稀有金屬的各種其它過程。例如，各種溶劑提取技 術(shù)均可以使用。對(duì)某些成分，可以使用涉及辛基苯基酸式磷酸酯（OPAP)和甲苯的技術(shù)。HCl 可作為剝離劑。這可以有效地回收Ce 203、Sc203、Er20 3等。例如，可以將利用草酸和金屬鐵 的不同順序用于氯化鐵分離。
[0369] 來自步驟6和10的富含增值金屬（主要是鎂）的廢酸液被處理至步驟7。該溶液 是用來自步驟5的干燥且高度濃縮的氣態(tài)氯化氫飽和的，這導(dǎo)致氯化鎂六水合物的沉淀。 例如，其可以用30wt%以上的水溶液形式的HCl完成。保留的沉淀物被供給至煅燒階段步 驟8,其中獲得純的Mg0(>98 Wt% )，并且將高度濃縮的鹽酸（例如，至少38% )再生并轉(zhuǎn)移 至浸提步驟（步驟2)。用于步驟7的供替代路線是使用來自步驟8的干燥氣態(tài)鹽酸。
[0370] 在步驟9中，未轉(zhuǎn)化的金屬氯化物被處理至高溫水解步驟（700_900°C )，以產(chǎn)生混 合的氧化物，并且其中可以回收15-20. 2wt%濃度的鹽酸。
[0371] 根據(jù)圖3所示的另一個(gè)實(shí)例，該方法可以類似于圖1所示的實(shí)例，但可以包括如下 面所討論的一些變體。
[0372] 實(shí)際上，如圖3所示，該方法可以包括（在步驟6之后或僅在步驟10之前）返回 到結(jié)晶步驟4的內(nèi)部再循環(huán)。在這種情況下，來自水解器的母液（步驟6)可以被全部或部 分地再循環(huán)到步驟4,其中對(duì)于包括稀土元素和/或稀有金屬的不可水解成分會(huì)發(fā)生濃度 增加。
[0373] 這樣的步驟可以用于顯著增加稀土元素和/或稀有金屬的濃度，從而有利于它們 在步驟10中的提取。
[0374] 對(duì)于步驟7，如前面所討論的，然后在低溫下通過向結(jié)晶器中噴灑干燥且高度濃縮 的氣態(tài)氯化氫而由該氣態(tài)氯化氫提高富含氯化鎂和其它不可水解產(chǎn)物的溶液的濃度。這可 導(dǎo)致氯化鎂以六水合物形式沉淀（例如在氯化鈉和氯化鉀去除之后）。這也可以用水溶液 形式的HCl來實(shí)現(xiàn)。
[0375] 如圖3所示，可以添加額外的步驟11。氯化鈉可以經(jīng)歷與硫酸的化學(xué)反應(yīng)以獲得 硫酸鈉，并再生濃度等于或高于共沸點(diǎn)濃度的鹽酸。氯化鉀可以經(jīng)歷與硫酸的化學(xué)反應(yīng)以 獲得硫酸鉀，并再生濃度高于共沸點(diǎn)濃度的鹽酸。氯化鈉和氯化鉀鹽水溶液可以作為經(jīng)調(diào) 整的小型氯-堿電解池的進(jìn)料。在后一種情況下，產(chǎn)生常見的堿（NaOH和K0H)和漂白劑 (NaOCl和K0C1)，并且可以在一定程度上再用于本公開方法的其它區(qū)域（滌氣器等）。
[0376] 圖8的方法也類似于圖1的方法。這兩種方法之間的差異在于步驟4和5。實(shí)際 上，在圖8方法的步驟4和5中，不同的金屬可被轉(zhuǎn)化成氯化物并且結(jié)晶（圖8的步驟4)， 并通過煅燒而轉(zhuǎn)化成氧化物（圖8的步驟5)。因此本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，根據(jù)待處理的 材料的組成以及浸提階段的條件，不同的金屬可以由此結(jié)晶（圖8的步驟4)，并經(jīng)過煅燒階 段（圖8的步驟5)。
[0377] 以下為非限制性實(shí)例。
[0378] 實(shí)施例1
[0379] 氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的制備
[0380] 作為起始材料，粘土樣品是從加拿大魁北克的Grande Vall6e區(qū)域獲得的。
[0381] 這些結(jié)果代表了用每個(gè)約900kg的樣品進(jìn)行的80次測試的平均值。
[0382] 剛開采狀態(tài)的粗制粘土經(jīng)研磨并且分類后具有以下組成：
[0383] Al2O3 ：15% -26% ；
[0384] SiO2 ：45% -50% ；
[0385] Fe2O3 ：8% -10% ；
[0386] MgO ： 1 % -2 % ；
[0387] 稀土元素和/或稀有金屬：0. 04% -0. 07% ;
[0388] LOI :5%-10%。
[0389] 隨后將該材料以兩階段過程在140_170°C下用18-32wt%的HCl浸提。基于去除 粘土的酸浸提成分所需要的化學(xué)計(jì)量的量，使用化學(xué)計(jì)量過量10-20%的HCl溶液。在半連 續(xù)操作的第一浸提階段（步驟2)，將粘土與所需量的或總量的某一比例的鹽酸接觸2. 5小 時(shí)。去除廢酸后，將粘土與最小18wt%的鹽酸溶液在相同的溫度和壓力下再次接觸約1. 5 小時(shí)。
[0390] 鐵和鋁的單階段浸提所獲得的典型的提取曲線在圖2中示出。
[0391] 將浸提液過濾，將固體用水洗滌，并且用常規(guī)分析技術(shù)進(jìn)行分析（參見圖1的步驟 3)。所獲得的二氧化硅的純度為95. 4%，并且其不含任何氯化物或HCl。
[0392] 在另一實(shí)施例中，通過額外的浸提步驟，二氧化硅的純度為99. 67%。
[0393] 在浸提和二氧化硅去除之后，各種金屬氯化物的濃度為：
[0394] AlCl3 :15-20% ；
[0395] FeCl2 :4-6%;
[0396] FeCl3 ：〇. 5-2. 0% ；
[0397] MgCl2 ：0. 5-2. 0% ；
[0398] REE-Cl ：0. 1-2%
[0399] 游離 HCl :5_50g/L
[0400] 然后將廢酸用氣相的約90%至約98%純的干燥鹽酸在兩個(gè)階段中結(jié)晶，并且在 氯化鋁六水合物中形成小于25ppm的鐵。HCl的溶液（水相）的濃度為約22%至約32%或 25%至約32%，使Al2O3的回收率為95. 3%。然后將回收的結(jié)晶材料（水合物形式的AlCl3, 具有99. 8%的最低純度）在930°C或1250°C下煅燒，由此獲得a-形式的氧化鋁。在930°C 加熱允許獲得3 _形式的氧化鋁，而在1250°C加熱允許獲得a-形式。
[0401] 另一個(gè)實(shí)施例在低溫下進(jìn)行（在約350°C下分解和煅燒），并且a形式的氧化鋁 小于2%。
[0402] 以氣相中排出煅燒階段的HCl濃度是大于30%的濃度，并且用于（再循環(huán)）結(jié)晶 AlCl 3和MgCl2。過量的鹽酸以浸提步驟中所需的和有針對(duì)性的濃度被吸收。
[0403] 然后鑒于提取為純赤鐵礦（Fe2O3)，將鐵氯化物（三價(jià)鐵形式為約90-95% )送到 熱液過程。這可以用在W02009/153321所描述的低溫水解以及從煅燒、高溫水解和浸提階 段充分回收熱的技術(shù)來完成。
[0404] 將稀土元素和稀有金屬從水解器的母液中提取，在水解器中二氧化硅、鋁、鐵、大 部分的水已被去除，并隨后從水解器預(yù)濃縮以結(jié)晶。明顯地，稀土元素在單次通過的水解器 內(nèi)（即，沒有濃縮回路）可以濃縮平均約4.0至10.0倍。已經(jīng)在水解器（單次通過）內(nèi)觀 察到以下濃縮系數(shù)：
[0405] Ce>6
[0406] La>9
[0407] Nd>7
[0408] Y>9
[0409] 其余氯化鎂用干燥且高度濃縮的鹽酸噴灑，然后煅燒為MgO,同時(shí)回收高濃度酸 (例如高達(dá)38.4% )。
[0410] 包含其它不可水解組分的混合氧化物（Me-O)然后經(jīng)歷700_800°C的高溫水解反 應(yīng)，并且回收的酸（15 Wt% -20. 2wt% )以新路線送至浸提系統(tǒng)。
[0411] 所獲得的總產(chǎn)率：
[0412] Al2O3 :93. 0-95. 03% 的回收率；
[0413] Fe2O3 :92. 65-99. 5%的回收率；
[0414] 稀土元素：最低95%的回收率（混合物）；
[0415] MgO :92. 64-98. 00% 的回收率；
[0416] 丟棄的材料：最高0-5% ;
[0417] HCl總回收率：最低99. 75% ;
[0418] 作為浸提進(jìn)料的HCl濃度15-32% (水的）；95% (氣體）
[0419] 赤泥產(chǎn)生：無。
[0420] 實(shí)施例2
[0421] 氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的制備
[0422] 類似的進(jìn)料（鋁土礦代替粘土）按照實(shí)施例1那樣被處理，直至浸提階段，并且顯 不在實(shí)施例1中確立的條件下其為易于浸提的。對(duì)鐵提供了 100%的提取率并且對(duì)錯(cuò)提供 了 90-95%的提取率。該技術(shù)被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)可行的，并且沒有產(chǎn)生有害副產(chǎn)物（赤泥）。所 測試的樣品具有不同濃度的Al2O 3(高達(dá)51% )，F(xiàn)e2O3(高達(dá)27% )和MgO(高達(dá)1.5% )。 觀察到97.0%的鎵提取率。鈧提取為95%。
[0423] 實(shí)施例3
[0424] HCl氣體的富集和純化：H2S04路線
[0425] H2SO4可以用于進(jìn)行HCl純化。其可以通過使用H 2SO4流逆流動(dòng)的填充柱（參見圖 4)。這允許將回收的HCl轉(zhuǎn)化成濃度高于共沸點(diǎn)濃度（20. lwt% )的HCl并且使其濃度最 少增加約60 %至約70%。
[0426] 水被H2SO4吸收，并且隨后應(yīng)用H2SO 4再生，其中使H2SO4回到約95%至約98wt %的 濃度。在這個(gè)階段不含硫的釋放水（water release)被再循環(huán)回，并用于結(jié)晶溶解等。柱 的填充物可以包括聚丙烯或聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT)。
[0427] 燃燒能量可以與廢氣預(yù)熱空氣及氧氣富集一起進(jìn)行。氧氣富集：+2%代表火焰溫 度增加了最高400°C。
[0428] 實(shí)施例4
[0429] HCl氣體的富集和純化：氯化鈣至氯化鈣六水合物（吸收/解吸過程）
[0430] 如圖5所示，CaCl2可以用于干燥HC1。實(shí)際上，CaCl2可以用于吸收在HCl中包含 的水。在這種情況下，CaCl 2被轉(zhuǎn)化成其六氯化合物的形式（CaCl2 ? H2O),并且一個(gè)飽和系 統(tǒng)最終切換成再生模式，其中從氧化鋁和氧化鎂噴霧焙燒的煅燒廢氣中回收的熱空氣被引 入以再生固定床?；蛘?，其它吸收劑如LiCl可以被用來代替CaCl 2。這樣的離子/交換型 過程可以參見圖4,并且可以使循環(huán)反轉(zhuǎn)以從一個(gè)柱切換至另一個(gè)柱。
[0431] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在實(shí)施例3和4中描述的過程可以以各種不同的方式 來使用。例如，這些方法可以與本公開提出的各種方法結(jié)合。例如，此類純化技術(shù)可以與圖 1、3、6至8、10A、10BU1A和IlB所示的方法集成。例如，這些技術(shù)可以用在選自步驟5、6、 8、9、10和11的至少一個(gè)步驟的下游（參見圖1和3)。其還可以用在步驟4和/或步驟7 的下游。其還可以用在選自步驟104至步驟111的至少一個(gè)步驟的下游（參見圖6)。
[0432] 實(shí)施例5
[0433] 氧化鋁和各種其它產(chǎn)物的制備
[0434] 該實(shí)施例是通過使用圖6和圖7所示的方法進(jìn)行的。應(yīng)當(dāng)注意到圖6和圖7所示 的方法不同之處僅為圖7示出另外的階段，即階段112和113。
[0435] 原料制備
[0436] 原料，例如粘土，是在粘土制備設(shè)備101中用二級(jí)破碎機(jī)處理的。在立式輥磨機(jī) (例如Fuller-Loesche LM30. 41)中在干燥基礎(chǔ)上進(jìn)行干磨以及分級(jí)。粘土制備101包括 三個(gè)輥磨機(jī)；二個(gè)以約160_180tph的容量運(yùn)行，而一個(gè)待機(jī)。若需要，原料可以被降至85% 的原料小于63i!m。經(jīng)處理的材料然后被儲(chǔ)存在均化筒倉中，之后供給至酸浸提設(shè)備102。 以下表1示出在階段101中所獲得的結(jié)果。如果礦石包含元素氟，那么在進(jìn)行102階段之 前可以應(yīng)用特殊處理。在鹽酸存在下，氟可產(chǎn)生氫氟酸。這種酸腐蝕性極強(qiáng)，并且損害人體 健康。因此，浸提102之前，可以完成任選的處理氟分離112。階段112可以包括在預(yù)浸提 處理中用酸處理來自階段101的經(jīng)處理的材料，從而去除氫氟酸。因此，根據(jù)原料的組成， 可以進(jìn)行氟分離階段112 (或預(yù)浸提階段112)。
[0437]表 1

【權(quán)利要求】
1. 用于處理赤泥的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并且將所述固體與所述浸提液 分離； 使所述浸提液與HC1反應(yīng)以獲得液體和包含A1C13形式的所述鋁離子的沉淀物，并且 將所述沉淀物與所述液體分離；并且 在有效將A1C13轉(zhuǎn)化成A1203的條件下加熱所述沉淀物，并且任選地回收所產(chǎn)生的氣態(tài) HC1。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用濃度為約25wt %至約45wt %的HC1浸提所述赤 泥。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約125°C至約225 °C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提赤泥。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用濃度為約18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤 泥。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約125°C至約225°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約125 °C至約225°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約140°C至約165°C的溫度下使用濃度為約4M至 約8M的HC1浸提所述赤泥。
17. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約140°C至約165°C的溫度和約60psig至約 90psig的壓力下使用濃度為約6M的HC1浸提所述赤泥。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包括通過使所產(chǎn)生的氣 態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約25wt %至約45wt %的組合物，并且 將所述組合物用于浸提所述赤泥。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲得 濃度為約26wt%至約42wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約125°C至約225°C的溫 度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲得 濃度為約28wt%至約40wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約15(TC至約20(TC的溫 度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
21. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲得 濃度為約30wt%至約38wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約15(TC至約20(TC的溫 度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲得 濃度為約18wt%至約36wt%的所述組合物。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲得 濃度為約25wt%至約36wt%的所述組合物。
24. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中使所述組合物在約160°C至約180°C的溫度下與所 述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
25. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中使所述組合物在約160°C至約175°C的溫度下與所 述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
26. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中使所述組合物在約165°C至約170°C的溫度下與所 述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
27. 如權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述液體包含至少一種鐵氯化物。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述至少一種鐵氯化物為FeCl2、FeCl3或其混合 物。
29. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化物濃 度為至少3〇Wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解。
30. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化物濃 度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵氯化 物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合 物，并且回收所述赤鐵礦。
31. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中在約165°C至約170°C的溫度下水解所述至 少一種鐵氯化物。
32. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化物濃 度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵氯化 物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合 物；回收所述赤鐵礦；并且從所述液體回收稀土元素和/或稀有金屬。
33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其中在約155°C至約170°C的溫度下水解所述至少一種 鐵氯化物。
34. 如權(quán)利要求32或33所述的方法，還包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有金屬 之后，使所述液體與HC1反應(yīng)以導(dǎo)致MgCl 2沉淀，并且將其回收。
35. 如權(quán)利要求32或33所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO。
36. 如權(quán)利要求32或33所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO,并且通過使所產(chǎn)生 的氣態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約25wt %至約45wt %的組合物， 并且將所述組合物用于浸提所述赤泥。
37. 如權(quán)利要求32或33所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO,并且通過使所產(chǎn)生 的氣態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約18wt%至約45wt%的組合物， 并且將所述組合物用于浸提所述赤泥。
38. 如權(quán)利要求32至37中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述稀土元素和/或稀有金 屬回收的下游，從所述液體回收NaCl，使所述NaCl與H 2S04反應(yīng)，并且基本選擇性地沉淀 Na2S04〇
39. 如權(quán)利要求32至38中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述稀土元素和/或稀有金屬 回收的下游，從所述液體回收KC1，使所述KC1與H 2S04反應(yīng)，并且基本選擇性地沉淀K2S04。
40. 如權(quán)利要求32至37中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述稀土元素和/或稀有金屬 回收的下游，從所述液體回收NaCl，進(jìn)行電解以生成NaOH和NaOCl。
41. 如權(quán)利要求32至37及40中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述稀土元素和/或稀 有金屬回收的下游，從所述液體回收KC1，使所述KC1反應(yīng)，進(jìn)行電解以生成K0H和K0C1。
42. 如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化物濃 度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵氯化 物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的組合 物；回收所述赤鐵礦；并且從所述液體提取NaCl和/或KC1。
43. 如權(quán)利要求42所述的方法,還包括使所述NaCl與H2S04反應(yīng)以基本選擇性地沉淀 Na2S04〇
44. 如權(quán)利要求42所述的方法，還包括使所述KC1與H2S04反應(yīng)以基本選擇性地沉淀 K2S04。
45. 如權(quán)利要求42所述的方法，還包括進(jìn)行所述NaCl的電解，以生成NaOH和NaOCl。
46. 如權(quán)利要求42所述的方法，還包括進(jìn)行所述KC1的電解，以生成K0H和K0C1。
47. 如權(quán)利要求1至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所述浸 提液分離，并且洗滌所述固體以獲得純度為至少95%的二氧化硅。
48. 如權(quán)利要求1至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所述浸 提液分離，并且洗滌所述固體以獲得純度為至少98%的二氧化硅。
49. 如權(quán)利要求1至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所述浸 提液分離，并且洗滌所述固體以獲得純度為至少99%的二氧化硅。
50. 如權(quán)利要求1至49中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液與 氣態(tài)HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含所述鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶 A1C13 · 6H20 而形成。
51. 如權(quán)利要求1至49中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液與干 燥氣態(tài)HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含所述鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶 A1C13 · 6H20 而形成。
52. 如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有至少85wt%的HC1濃度。
53. 如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有至少90wt %的HC1濃度。
54. 如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有約90wt%的HC1濃度。
55. 如權(quán)利要求50或51所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有約90wt%至約95wt%的 濃度。
56. 如權(quán)利要求50至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中在A1C13 ·6Η20的所述結(jié)晶過程中， 所述液體保持為約25wt%至約35wt%的HC1濃度。
57. 如權(quán)利要求50至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中在A1C13 ·6Η20的所述結(jié)晶過程中， 所述液體保持為約30wt%至約32wt%的HC1濃度。
58. 如權(quán)利要求50至57中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述HC1是由所述所產(chǎn)生的氣態(tài) HC1獲得的。
59. 如權(quán)利要求1至58中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液與在所 述方法中回收的且濃度為至少30%的HC1反應(yīng)，以獲得所述液體和包含所述鋁離子的所述 沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶A1C1 3 · 6H20而形成。
60. 權(quán)利要求50至59中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述結(jié)晶是在約45°C至約65°C的溫 度下進(jìn)行的。
61. 權(quán)利要求50至59中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述結(jié)晶是在約50°C至約60°C的溫 度下進(jìn)行的。
62. 如權(quán)利要求1至61中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過煅燒A1C13 ·6Η20 而將 A1C13 · 6Η20 轉(zhuǎn)化成 Α1203。
63. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少1200°C的溫度 下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
64. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少1250°C的溫度 下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
65. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少900°C的溫度 下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
66. 如權(quán)利要求1至65中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化 成 a -A1203。
67. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少350°C的溫度 下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
68. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約350°C至約500°C 的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
69. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約375°C至約450°C 的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
70. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約375°C至約425°C 的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
71. 如權(quán)利要求1至62中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約385°C至約400°C 的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
72. 如權(quán)利要求68至72中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化 成 β -A1203。
73. 權(quán)利要求1至72中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203包括通過 兩階段循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
74. 權(quán)利要求1至72中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203包括通過 包括預(yù)熱系統(tǒng)的兩階段循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
75. 如權(quán)利要求74所述的方法，其中所述預(yù)熱系統(tǒng)包括等離子體焰炬。
76. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地預(yù)熱進(jìn)入煅燒反應(yīng)器的 空氣。
77. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽被 噴射入煅燒反應(yīng)器。
78. 如權(quán)利要求75所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽作 為流化床反應(yīng)器中的流化介質(zhì)。
79. 如權(quán)利要求1至78中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203包括進(jìn) 行一步煅燒。
80. 如權(quán)利要求1至79中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì)A1C13 ·6Η20進(jìn) 行煅燒而將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203，所述煅燒包括蒸汽噴射。
81. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約200psig至約700psig的壓力噴射。
82. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約300psig至約700psig的壓力噴射。
83. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約400psig至約700psig的壓力噴射。
84. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約550psig至約650psig的壓力噴射。
85. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約575psig至約625psig的壓力噴射。
86. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中蒸汽以約590psig至約610psig的壓力噴射。
87. 如權(quán)利要求80至86中任一項(xiàng)所述的方法，其中噴射蒸汽并且等離子體焰炬用于引 起流化。
88. 如權(quán)利要求80至86中任一項(xiàng)所述的方法，其中噴射蒸汽并且等離子體焰炬用于引 起流化。
89. 如權(quán)利要求80至88中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述蒸汽是過熱的。
90. 如權(quán)利要求1至89中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì)A1C13 ·6Η20進(jìn) 行煅燒而將A1C13 ·6Η20轉(zhuǎn)化為A1C13，所述煅燒是通過燃燒化石燃料、一氧化碳、丙烷、天然 氣、煉廠氣、煤，或氯化氣體和/或溶劑來提供的。
91. 如權(quán)利要求1至89中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì)A1C13 ·6Η20進(jìn) 行煅燒而將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成的Α1203，所述煅燒是通過燃燒作為冶煉廠進(jìn)氣或減速器廢 氣（reducer offgas)的氣體混合物提供的。
92. 如權(quán)利要求1至89中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì)A1C13 ·6Η20進(jìn) 行煅燒而將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成的Α1203，所述煅燒是通過燃燒包含以下組分的氣體混合物 提供的： CH4 :0 至約 lvol % ; C2H6 :0 至約 2vol% ; C3H8 :0 至約 2vol% ; C4H10 :0 至約 lvol% ; N2 :0 至約 0· 5vol% ; H2 :約 0· 25νο1%至約 15. lvol% ; CO :約 70vol%至約 82. 5vol% ;和 C02 :約 1. Ovol %約 3. 5vol %。
93. 如權(quán)利要求92所述的方法，其中所述混合物基本不存在02。
94. 如權(quán)利要求1至89中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì)A1C13 ·6Η20進(jìn) 行煅燒而將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203，所述煅燒是通過電加熱、氣體加熱、微波加熱提供的。
95. 如權(quán)利要求1至94中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203包括通 過流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
96. 如權(quán)利要求95所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括選自金屬氯化物的金屬催 化劑。
97. 如權(quán)利要求95所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括FeCl3、FeCl2或其混合物。
98. 如權(quán)利要求95所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括FeCl3。
99. 如權(quán)利要求1至98中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法是半連續(xù)方法。
100. 如權(quán)利要求1至98中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法是連續(xù)方法。
101. 如權(quán)利要求1至100中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93%的 ai2o3回收率。
102. 如權(quán)利要求1至100中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約90%至約 95%的八1203回收率。
103. 如權(quán)利要求1至102中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98%的 Fe203回收率。
104. 如權(quán)利要求1至102中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約98%至約 99. 5%的Fe203回收率。
105. 如權(quán)利要求1至104中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96%的 MgO回收率。
106. 如權(quán)利要求1至104中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約96%至約 98%的MgO回收率。
107. 如權(quán)利要求1至106中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98%的 HC1回收率。
108. 如權(quán)利要求1至106中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99%的 HC1回收率。
109. 如權(quán)利要求1至106中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約98%至約 99. 9%的HC1回收率。
110. 如權(quán)利要求1至109中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約4barg至約lObarg的壓力下 浸提所述赤泥。
111. 如權(quán)利要求1至109中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約4barg至約8barg的壓力下 浸提所述赤泥。
112. 如權(quán)利要求1至109中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約5barg至約6barg的壓力下 浸提所述赤泥。
113. 如權(quán)利要求1至112中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在浸提所述赤泥之前，預(yù)浸提去 除所述赤泥中任選包含的氟。
114. 如權(quán)利要求1至113中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包含 鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且進(jìn)一步處理所述固 體以將其中包含的Si和Ti分離。
115. 如權(quán)利要求1至113中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包含 鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且進(jìn)一步用HC1處理 所述固體以將其中包含的Si和Ti分離。
116. 如權(quán)利要求1至113中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包含 鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且在氯化物的存在下 進(jìn)一步用HC1處理所述固體以將其中包含的Si和Ti分離。
117. 如權(quán)利要求1至113中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包含 鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且在低于85°C的溫度 下、在氯化物的存在下，進(jìn)一步用濃度小于20wt%的HC1處理所述固體以將其中包含的Si 和Ti分離。
118. 如權(quán)利要求115、116或117所述的方法，其中用HC1和所述氯化物處理所述固體 以獲得包含Ti的液體部分和包含Si的固體部分，并且其中將所述液體部分與所述固體部 分分離。
119. 如權(quán)利要求118所述的方法，其中用HC1和氯化物處理所述固體以獲得包含TiCl4 的液體部分。
120. 如權(quán)利要求119所述的方法，其中所述方法還包括將TiCl4轉(zhuǎn)化為Ti02。
121. 如權(quán)利要求120所述的方法，其中通過溶劑提取所述第三液體餾分并隨后從所述 溶劑提取形成二氧化鈦，從而將TiCl4轉(zhuǎn)化為Ti0 2。
122. 如權(quán)利要求120所述的方法，其中TiCl4與水和/或堿反應(yīng)，以導(dǎo)致Ti02沉淀。
123. 如權(quán)利要求120所述的方法，其中通過高溫水解將TiCl4轉(zhuǎn)化成Ti02，由此產(chǎn)生 HC1。
124. 如權(quán)利要求120所述的方法，其中通過高溫水解將TiCl4轉(zhuǎn)化成Ti02，由此產(chǎn)生再 循環(huán)的HC1。
125. 如權(quán)利要求116至124中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氯化物是MgCl2。
126. 如權(quán)利要求114所述的方法，其中所述固體包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳處 理所述固體以獲得液體部分和固體部分，并且其中使所述固體部分和所述液體部分彼此分 離。
127. 如權(quán)利要求126所述的方法，其中所述液體部分包含TiCl2和/或TiCl4。
128. 如權(quán)利要求126所述的方法，其中所述液體部分包含TiCl4。
129. 如權(quán)利要求128所述的方法，還包括加熱TiCl4以將其轉(zhuǎn)化成Ti02。
130. 如權(quán)利要求116至125及129中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過等離子體焰炬純化 所獲得的Ti02。
131. 如權(quán)利要求1至130中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效避免產(chǎn)生赤泥。
132. 如權(quán)利要求1至130中任一項(xiàng)所述的方法，其中將回收的HC1純化和/或濃縮。
133. 如權(quán)利要求132所述的方法，其中將回收的HC1通過膜蒸餾過程純化。
134. 如權(quán)利要求132所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且用H2S04處理，從而 降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
135. 如權(quán)利要求134所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并通過填充柱以與H2S04 逆流接觸，從而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
136. 如權(quán)利要求135所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚對(duì)苯二甲酸丙二醇 酯。
137. 如權(quán)利要求132及134至136中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增 加至少50%。
138. 如權(quán)利要求132及134至136中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增 加至少60%。
139. 如權(quán)利要求132及134至136中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增 加至少70%。
140. 如權(quán)利要求132所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且用CaCl2處理，從 而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
141. 如權(quán)利要求140所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且通過填充有CaCl2 的柱，從而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
142. 權(quán)利要求132至141中任一項(xiàng)所述的方法，其中氣態(tài)HC1的濃度從處理前的低于 共沸點(diǎn)的值增加至處理后的高于共沸點(diǎn)的值。
143. 用于制備鋁的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含鋁離子的浸提液以及固體，并將所述固體與所述浸提液分 離； 使所述浸提液與HC1反應(yīng)以獲得液體和包含A1C13形式的所述鋁離子的沉淀物，并將 所述沉淀物與所述液體分離； 在有效將A1C13轉(zhuǎn)化成A1203的條件下加熱所述沉淀物，并且任選地回收所產(chǎn)生的氣態(tài) HC1 ;并且 將所述A1203轉(zhuǎn)化為鋁。
144. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中使用濃度為約25wt %至約45wt %的HC1浸提所 述赤泥。
145. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約125°C至約225°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
146. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
147. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
148. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 25wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
149. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約140°C至約165°C的溫度下使用濃度為約 4M至約8M的HC1浸提所述赤泥。
150. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約140°C至約165°C的溫度和約60psig至約 90psig的壓力下使用濃度為約6M的HC1浸提所述赤泥。
151. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中使用濃度為約18wt %至約45wt %的HC1浸提所 述赤泥。
152. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約125°C至約225°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
153. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
154. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
155. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約45wt%的HC1浸提所述赤泥。
156. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約125°C至約225°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
157. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
158. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約160°C至約175°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
159. 如權(quán)利要求143所述的方法，其中在約185°C至約190°C的溫度下使用濃度為約 18wt%至約32wt%的HC1浸提所述赤泥。
160. 如權(quán)利要求143至159中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法還包括通過使所述所 產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約25wt%至約45wt%的組 合物，并且將所述組合物用于浸提所述赤泥。
161. 如權(quán)利要求160所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲 得濃度為約26wt%至約42wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約125°C至約225°C的 溫度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
162. 如權(quán)利要求160所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲 得濃度為約28wt%至約40wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約150°C至約200°C的 溫度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
163. 如權(quán)利要求160所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲 得濃度為約30wt%至約38wt%的所述組合物，并且使所述組合物在約15(TC至約20(TC的 溫度下與所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
164. 如權(quán)利要求163所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲 得濃度為約18wt%至約36wt%的所述組合物。
165. 如權(quán)利要求163所述的方法，其中所述再循環(huán)的所產(chǎn)生的氣態(tài)HC1與水接觸以獲 得濃度為約25wt%至約36wt%的所述組合物。
166. 如權(quán)利要求163所述的方法，其中使所述組合物在約160°C至約180°C的溫度下與 所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
167. 如權(quán)利要求163所述的方法，其中使所述組合物在約160°C至約175°C的溫度下與 所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
168. 如權(quán)利要求163所述的方法，其中使所述組合物在約165°C至約170°C的溫度下與 所述赤泥反應(yīng)以將其浸提。
169. 如權(quán)利要求1至168中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述液體包含至少一種鐵氯化物。
170. 如權(quán)利要求169所述的方法，其中所述至少一種鐵氯化物為FeCl2、FeCl3或其混 合物。
171. 如權(quán)利要求169或170所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化 物濃度為至少3〇Wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解。
172. 如權(quán)利要求169或170所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化 物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵 氯化物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的 組合物，并且回收所述赤鐵礦。
173. 如權(quán)利要求169或170所述的方法，其中在約165°C至約170°C的溫度下水解所述 至少一種鐵氯化物。
174. 如權(quán)利要求169或170所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化 物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵 氯化物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的 組合物；回收所述赤鐵礦；并且從所述液體回收稀土元素和/或稀有金屬。
175. 如權(quán)利要求174所述的方法，其中在約155°C至約170°C的溫度下水解所述至少一 種鐵氯化物。
176. 如權(quán)利要求174或175所述的方法，還包括在回收所述稀土元素和/或所述稀有 金屬后，使所述液體與HC1反應(yīng)以導(dǎo)致MgCl 2沉淀，并且將其回收。
177. 如權(quán)利要求175或176所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO。
178. 如權(quán)利要求176或177所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO,并且通過使所產(chǎn) 生的氣態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約25wt%至約45wt%的組合 物，并且將所述組合物用于浸提所述赤泥。
179. 如權(quán)利要求176或177所述的方法，還包括將MgCl2煅燒成MgO,并且通過使所產(chǎn) 生的氣態(tài)HC1與水接觸來再循環(huán)所述氣態(tài)HC1以獲得濃度為約18wt%至約45wt%的組合 物，并且將所述組合物用于浸提所述赤泥。
180. 如權(quán)利要求174至179中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在稀土元素和/或稀有金 屬回收的下游，從所述液體回收NaCl，使所述NaCl與H 2S04反應(yīng)，并且基本選擇性地沉淀 Na2S04〇
181. 如權(quán)利要求174至180中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在稀土元素和/或稀有金屬 回收的下游，從所述液體回收KC1，使所述KC1與H 2S04反應(yīng)，并且基本選擇性地沉淀K2S04。
182. 如權(quán)利要求174至180中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在稀土元素和/或稀有金屬 回收的下游，從所述液體回收NaCl，進(jìn)行電解以生成NaOH和NaOCl。
183. 如權(quán)利要求174至179及182中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在稀土元素和/或稀 有金屬回收的下游，從所述液體回收KC1，使所述KC1反應(yīng)，進(jìn)行電解以生成KOH和K0C1。
184. 如權(quán)利要求169或170所述的方法，其中所述液體被濃縮成所述至少一種鐵氯化 物濃度為至少30wt%的濃縮液；然后在約155°C至約350°C的溫度下水解所述至少一種鐵 氯化物，同時(shí)將氯化鐵濃度維持在至少65wt%的水平，以生成包含液體和沉淀的赤鐵礦的 組合物；回收所述赤鐵礦；并且從所述液體提取NaCl和/或KC1。
185. 如權(quán)利要求184所述的方法，還包括使所述NaCl與H2S04反應(yīng)以基本選擇性地沉 淀 Na2S04。
186. 如權(quán)利要求184所述的方法，還包括使所述KC1與H2S04反應(yīng)以基本選擇性地沉 淀 K2S04。
187. 如權(quán)利要求184所述的方法，還包括進(jìn)行所述NaCl的電解，以生成NaOH和NaOCl。
188. 如權(quán)利要求183所述的方法，還包括進(jìn)行所述KC1的電解，以生成KOH和K0C1。
189. 如權(quán)利要求143至188中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所 述浸提液分離并且洗滌所述固體，從而獲得純度為至少95%的二氧化硅。
190. 如權(quán)利要求143至188中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所 述浸提液分離并且洗滌所述固體，從而獲得純度為至少98%的二氧化硅。
191. 如權(quán)利要求143至188中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述固體與所 述浸提液分離并且洗滌所述固體，從而獲得純度為至少99%的二氧化硅。
192. 如權(quán)利要求143至191中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液 與氣態(tài)HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含所述鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶 A1C13 · 6H20 而形成。
193. 如權(quán)利要求143至191中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液與 干燥氣態(tài)HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含所述鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶 A1C13 · 6H20 而形成。
194. 如權(quán)利要求192或193所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有至少85wt %的HC1濃 度。
195. 如權(quán)利要求192或193所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有至少90wt %的HC1濃 度。
196. 如權(quán)利要求192或193所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有約90wt %的HC1濃度。
197. 如權(quán)利要求192或193所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1具有約90wt %至約95wt % 的濃度。
198. 如權(quán)利要求192至197中任一項(xiàng)所述的方法，其中在A1C13 · 6H20的所述結(jié)晶過 程中，所述液體保持為約25wt%至約35wt%的HC1濃度。
199. 如權(quán)利要求192至197中任一項(xiàng)所述的方法，其中在A1C13 · 6H20的所述結(jié)晶過 程中，所述液體保持為約30wt%至約32wt%的HC1濃度。
200. 如權(quán)利要求192至197中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述HC1是由所述所產(chǎn)生的氣 態(tài)HC1獲得的。
201. 如權(quán)利要求143至200中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括使所述浸提液與 在所述方法中回收的且濃度為至少30%的HC1反應(yīng)，以獲得所述液體和包含所述鋁離子的 所述沉淀物，所述沉淀物通過結(jié)晶A1C1 3 · 6H20而形成。
202. 權(quán)利要求192至201中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述結(jié)晶是在約45°C至約65°C的 溫度下進(jìn)行的。
203. 權(quán)利要求192至201中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述結(jié)晶是在約50°C至約60°C的 溫度下進(jìn)行的。
204. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
205. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少1200°C的 溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
206. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少1250°C的 溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
207. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少900°C的 溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
208. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將A1C13 ·6Η20轉(zhuǎn) 化成 α _Α1203。
209. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在至少350°C的 溫度下加熱所述沉淀物以將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
210. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約350°C至約 500°C的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C1 3 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
211. 如權(quán)利要求190至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約375°C至約 450°C的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C1 3 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
212. 如權(quán)利要求143至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約375°C至約 425°C的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C1 3 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
213. 如權(quán)利要求190至203中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在約385°C至約 400°C的溫度下加熱所述沉淀物以將A1C1 3 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203。
214. 如權(quán)利要求209至213中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將A1C13 ·6Η20轉(zhuǎn) 化成 β -αι2ο3。
215. 權(quán)利要求143至214中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203包括 通過兩階段循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
216. 權(quán)利要求143至215中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203包括 通過包括預(yù)熱系統(tǒng)的兩階段循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
217. 如權(quán)利要求216所述的方法，其中所述預(yù)熱系統(tǒng)包括等離子體焰炬。
218. 如權(quán)利要求216所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地預(yù)熱進(jìn)入煅燒反應(yīng)器 的空氣。
219. 如權(quán)利要求216所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽 被噴射入煅燒反應(yīng)器。
220. 如權(quán)利要求216所述的方法，其中所述等離子體焰炬有效地產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽 作為流化床反應(yīng)器中的流化介質(zhì)。
221. 如權(quán)利要求143至220中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6Η20轉(zhuǎn)化成Α1203包 括進(jìn)行一步煅燒。
222. 如權(quán)利要求143至221中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203，所述煅燒包括蒸汽噴射。
223. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約200psig至約700psig的壓力噴射。
224. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約300psig至約700psig的壓力噴射。
225. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約400psig至約700psig的壓力噴射。
226. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約550psig至約650psig的壓力噴射。
227. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約575psig至約625psig的壓力噴射。
228. 如權(quán)利要求222所述的方法，其中蒸汽以約590psig至約610psig的壓力噴射。
229. 如權(quán)利要求222至228中任一項(xiàng)所述的方法，其中噴射蒸汽并且等離子體焰炬用 于引起流化。
230. 如權(quán)利要求222至228中任一項(xiàng)所述的方法，其中噴射蒸汽并且等離子體焰炬用 于引起流化。
231. 如權(quán)利要求222至228中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述蒸汽是過熱的。
232. 如權(quán)利要求143至231中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化為A1C13，所述煅燒是通過燃燒化石燃料、一氧 化碳、丙烷、天然氣、煉廠氣、煤，或氯化氣體和/或溶劑來提供的。
233. 如權(quán)利要求143至231中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成的A1203，所述煅燒是通過燃燒作為冶煉廠進(jìn) 氣或減速器廢氣的氣體混合物提供的。
234. 如權(quán)利要求143至231中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成的A1203，所述煅燒是通過燃燒包含以下組分 的氣體混合物提供的： CH4 :0 至約 lvol % ; C2H6 :0 至約 2vol% ; C3H8 :0 至約 2vol% ; C4H10 :0 至約 lvol% ; N2 :0 至約 0· 5vol% ; H2 :約 0· 25νο1%至約 15. lvol% ; CO :約 70vol%至約 82. 5vol% ;和 C02 :約 1. Ovol %約 3. 5vol %。
235. 如權(quán)利要求234所述的方法，其中所述混合物基本不存在02。
236. 如權(quán)利要求143至231中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括通過對(duì) A1C13 · 6H20進(jìn)行煅燒而將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203，所述煅燒是通過電加熱、氣體加熱、微 波加熱提供的。
237. 如權(quán)利要求143至236中任一項(xiàng)所述的方法，其中將A1C13 · 6H20轉(zhuǎn)化成A1203包 括通過流化床反應(yīng)器進(jìn)行煅燒。
238. 如權(quán)利要求237所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括選自金屬氯化物的金屬 催化劑。
239. 如權(quán)利要求237所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括FeCl3、FeCl2或其混合 物。
240. 如權(quán)利要求237所述的方法，其中所述流化床反應(yīng)器包括FeCl3。
241. 如權(quán)利要求143至236中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法是半連續(xù)方法。
242. 如權(quán)利要求143至236中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法是連續(xù)方法。
243. 如權(quán)利要求143至242中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少93% 的A1203回收率。
244. 如權(quán)利要求143至242中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約90%至 約95 %的A1203回收率。
245. 如權(quán)利要求143至244中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98% 的Fe203回收率。
246. 如權(quán)利要求143至244中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約98%至 約99.5%的Fe20 3回收率。
247. 如權(quán)利要求143至246中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少96% 的MgO回收率。
248. 如權(quán)利要求143至246中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約96%至 約98%的MgO回收率。
249. 如權(quán)利要求143至248中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少98% 的HC1回收率。
250. 如權(quán)利要求143至248中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供至少99% 的HC1回收率。
251. 如權(quán)利要求143至248中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效地提供約98%至 約99. 9%的HC1回收率。
252. 如權(quán)利要求143至251中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約4barg至約lObarg的壓力 下浸提所述赤泥。
253. 如權(quán)利要求143至251中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約4barg至約8barg的壓力 下浸提所述赤泥。
254. 如權(quán)利要求143至251中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約5barg至約6barg的壓力 下浸提所述赤泥。
255. 如權(quán)利要求143至254中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在浸提所述赤泥之前，預(yù)浸提 去除所述赤泥中任選包含的氟。
256. 如權(quán)利要求143至255中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包 含鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且進(jìn)一步處理所述 固體以將其中包含的Si和Ti分離。
257. 如權(quán)利要求143至255中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包 含鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且進(jìn)一步用HC1處 理所述固體以將其中包含的Si和Ti分離。
258. 如權(quán)利要求143至255中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包 含鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且在氯化物的存在 下進(jìn)一步用HC1處理所述固體以將其中包含的Si和Ti分離。
259. 如權(quán)利要求143至255中任一項(xiàng)所述的方法，包括用HC1浸提所述赤泥以獲得包 含鋁離子的所述浸提液和所述固體，將所述固體與所述浸提液分離；并且在低于85°C的溫 度下、在氯化物的存在下，進(jìn)一步用濃度小于20wt%的HC1處理所述固體以將其中包含的 Si和Ti分尚。
260. 如權(quán)利要求257、258或259所述的方法，其中用HC1和所述氯化物處理所述固體 以獲得包含Ti的液體部分和包含Si的固體部分，并且其中將所述液體部分與所述固體部 分分離。
261. 如權(quán)利要求260所述的方法，其中用HC1和氯化物處理所述固體以獲得包含TiCl4 的液體部分。
262. 如權(quán)利要求261所述的方法，所述方法還包括將TiCl4轉(zhuǎn)化為Ti02。
263. 如權(quán)利要求262所述的方法，其中通過溶劑提取所述第三液體餾分并隨后從所述 溶劑提取形成二氧化鈦，從而將TiCl4轉(zhuǎn)化為Ti0 2。
264. 如權(quán)利要求262所述的方法，其中TiCl4與水和/或堿反應(yīng)，以導(dǎo)致Ti02沉淀。
265. 如權(quán)利要求262所述的方法，其中通過高溫水解將TiCl4轉(zhuǎn)化成Ti02，由此產(chǎn)生 HC1。
266. 如權(quán)利要求262所述的方法，其中通過高溫水解將TiCl4轉(zhuǎn)化成Ti02，由此產(chǎn)生再 循環(huán)的HC1。
267. 如權(quán)利要求258至266中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氯化物是MgCl2。
268. 如權(quán)利要求256所述的方法，其中所述固體包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳處 理所述固體以獲得液體部分和固體部分，并且其中使所述固體部分和所述液體部分彼此分 離。
269. 如權(quán)利要求268所述的方法，其中所述液體部分包含TiCl2和/或TiCl4。
270. 如權(quán)利要求268所述的方法，其中所述液體部分包含TiCl4。
271. 如權(quán)利要求270所述的方法，還包括加熱TiCl4以將其轉(zhuǎn)化成Ti02。
272. 如權(quán)利要求258至267及271中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過等離子體焰炬純化 所獲得的Ti02。
273. 如權(quán)利要求143至272中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法有效避免產(chǎn)生赤泥。
274. 如權(quán)利要求143至272中任一項(xiàng)所述的方法，其中將回收的HC1純化和/或濃縮。
275. 如權(quán)利要求274所述的方法，其中將回收的HC1通過膜蒸餾過程純化。
276. 如權(quán)利要求274所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且用H2S04處理，從而 降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
277. 如權(quán)利要求276所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并通過填充柱以與H2S04 逆流接觸，從而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
278. 如權(quán)利要求277所述的方法，其中所述柱填充有聚丙烯或聚對(duì)苯二甲酸丙二醇 酯。
279. 如權(quán)利要求274至278中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增加至少 50%。
280. 如權(quán)利要求274至278中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增加至少 60%。
281. 如權(quán)利要求274至278中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述氣態(tài)HC1的濃度增加至少 70%。
282. 如權(quán)利要求274所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且用CaCl2處理，從 而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
283. 如權(quán)利要求274所述的方法，其中回收的HC1是氣態(tài)HC1，并且通過填充有CaCl2 的柱，從而降低在所述氣態(tài)HC1中存在的水量。
284. 權(quán)利要求274至283中任一項(xiàng)所述的方法，其中氣態(tài)HC1的濃度從處理前的低于 共沸點(diǎn)的值增加至處理后的高于共沸點(diǎn)的值。
285. 權(quán)利要求143至284中任一項(xiàng)所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過 Hall_H6roult 法進(jìn)行的。
286. 權(quán)利要求143至284中任一項(xiàng)所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過使 用還原環(huán)境和碳在低于200°C的溫度下進(jìn)行的。
287. 權(quán)利要求143至286中任一項(xiàng)所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過 Wohler法進(jìn)行的。
288. 權(quán)利要求143至286中任一項(xiàng)所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過將 A1203轉(zhuǎn)化為A12S3并隨后將A1 2S3轉(zhuǎn)化為錯(cuò)進(jìn)行的。
289. 用于處理赤泥的方法，所述方法包括： 用HC1浸提包含第一金屬的所述赤泥以獲得包含所述第一金屬的離子的浸提液以及 固體，并且將所述固體與所述浸提液分離； 使所述浸提液與HC1反應(yīng)以獲得液體和包含第一金屬的氯化物的沉淀物，并且將所述 沉淀物與所述液體分離；并且 在有效將所述第一金屬的氯化物轉(zhuǎn)化成所述第一金屬的氧化物的條件下加熱所述沉 淀物。
290. 如權(quán)利要求289所述的方法，其中所述液體包含第二金屬。
291. 如權(quán)利要求290所述的方法，其中所述第二金屬選自鋁、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、 鎂、鋰、錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾、鈦及其混合物和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀 有金屬。
292. 如權(quán)利要求290所述的方法，其中所述第二金屬是鐵。
293. 如權(quán)利要求289至292中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將所述沉淀與所 述液體分離，并加熱所述第二金屬以將所述第二金屬的氯化物轉(zhuǎn)化為所述第二金屬的氧化 物。
294. 如權(quán)利要求289至293中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括： 將所述固體與所述浸提液分離； 用酸浸提所述固體以獲得另一浸提液；并且 從所述另一浸提液回收第三金屬。
295. 如權(quán)利要求294所述的方法，其中所述第三金屬選自鋁、鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、 鎂、鋰、錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾和鈦和/或至少一種稀土元素和/或至少一種稀有金屬。
296. 如權(quán)利要求294所述的方法，其中所述第三金屬是鈦。
297. 如權(quán)利要求289至296中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一金屬選自鋁、鐵、鋅、 銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾和鈦和/或至少一種稀土元素和/或至少 一種稀有金屬。
298. 用于處理赤泥的方法，其包括： 用酸浸提赤泥以獲得浸提液和固體殘留物，并且將所述浸提液與所述固體殘留物分 離； 通過使所述浸提液與堿反應(yīng)而在大于10的pH下基本選擇性沉淀鐵離子并且從所述浸 提液至少部分地去除沉淀的鐵離子，從而從所述浸提液至少部分地去除所述鐵離子，由此 獲得包含Al3+離子的富A1組合物； 任選地純化所述Al3+離子；并且 將所述Al3+離子轉(zhuǎn)化為氧化鋁。
299. 如權(quán)利要求298所述的方法，其中所述酸為HC1。
300. 如權(quán)利要求298或299所述的方法，其中所述方法包括以A1 (OH) 3形式沉淀所述 Al3+離子。
301. 如權(quán)利要求300所述的方法，其中以A1 (OH) 3形式沉淀所述Al3+是在約7至約10 的pH下進(jìn)行的。
302. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約9至約10。
303. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約9. 2至約9. 8。
304. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約9. 3至約9. 7。
305. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約9. 5。
306. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約7. 5至約8. 5。
307. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約7. 8至約8. 2。
308. 如權(quán)利要求301所述的方法，其中所述pH值為約8。
309. 如權(quán)利要求298至308中任一項(xiàng)所述的方法，其中在大于11的pH下沉淀所述鐵 離子。
310. 如權(quán)利要求298至308中任一項(xiàng)所述的方法，其中在大于12的pH下沉淀所述鐵 離子。
311. 如權(quán)利要求298至308中任一項(xiàng)所述的方法，其中在10至11的pH下沉淀所述鐵 離子。
312. 如權(quán)利要求298至308中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約11. 5至約12. 5的pH下沉 淀所述鐵離子。
313. 如權(quán)利要求298至308中任一項(xiàng)所述的方法，其中在約11. 8至約12. 0的pH下沉 淀所述鐵離子。
314. 如權(quán)利要求298至313中任一項(xiàng)所述的方法，其中純化所述Al3+離子。
315. 如權(quán)利要求314所述的方法，其中所述方法包括以A1C13B式沉淀Al3+離子，從而 純化所述Al 3+離子。
316. 如權(quán)利要求315所述的方法，其中通過以A1C13 ·6Η20形式結(jié)晶所述A1C13進(jìn)行沉 淀所述A1C13。
317. 如權(quán)利要求298至316中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括將A1C13轉(zhuǎn)化為 αι203。
318. 如權(quán)利要求298至316中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在惰性氣體氣氛 下將A1C13轉(zhuǎn)化為A1 203。
319. 如權(quán)利要求298至316中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法包括在氮?dú)鈿夥障聦?A1C13 轉(zhuǎn)化為 A1203。
320. 用于制備鋁的方法，其包括： 獲得由權(quán)利要求1至142及298至319中任一項(xiàng)所述的方法制備的氧化鋁；并且 在有效地將所述氧化鋁轉(zhuǎn)化成鋁的條件下處理所述氧化鋁。
321. 如權(quán)利要求320所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過Hall-H6roult法 進(jìn)行的。
322. 如權(quán)利要求320所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過使用還原環(huán)境和 碳在低于200°C的溫度下進(jìn)行的。
323. 如權(quán)利要求320所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過Wohler法進(jìn)行的。
324. 如權(quán)利要求320所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過將A120 3轉(zhuǎn)化為 A12S3并隨后將A12S3轉(zhuǎn)化為錯(cuò)進(jìn)行的。
325. 如權(quán)利要求320所述的方法，其中A1203向鋁的所述轉(zhuǎn)化是通過將A120 3轉(zhuǎn)化為 A12S3并隨后將A12S3轉(zhuǎn)化為錯(cuò)進(jìn)行的。
326. 用于制備鈦氯化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并且將 所述固體與所述第一浸提液分離； 從所述浸提液至少基本分離所述至少一種金屬的離子；并且 任選地在氯化物存在下用HC1浸提所述固體，從而獲得包含鈦氯化物的第二浸提液。
327. 如權(quán)利要求326所述的方法，其中所述氯化物選自堿金屬氯化物和堿土金屬氯化 物。
328. 如權(quán)利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化鈣或氯化鎂。
329. 如權(quán)利要求326所述的方法，其中所述氯化物是氯化鎂。
330. 用于制備鈦氯化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并且將 所述固體與所述浸提液分離； 從所述第一浸提液至少基本分離所述至少一種金屬的離子；并且 使所述固體與Cl2和碳源反應(yīng)，從而獲得包含所述鈦氯化物的液體部分以及固體部分， 并且將所述液體部分與所述固體部分分離。
331. 如權(quán)利要求330所述的方法，其中所述固體包含Ti02和Si02并且用Cl2和碳處 理所述固體以獲得液體部分和固體部分，并且其中使所述固體部分和所述液體部分彼此分 離。
332. 如權(quán)利要求326至331中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一種金屬包括選自鋁、 鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾和鈦和/或至少一種稀土元素和/ 或至少一種稀有金屬的第一金屬。
333. 如權(quán)利要求332所述的方法，其中所述第一金屬是鋁。
334. 如權(quán)利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液與氣態(tài)HC1反 應(yīng)以獲得所述液體和包含鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀通過結(jié)晶A1C13 · 6H20而形成。
335. 如權(quán)利要求333所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液與干燥氣態(tài) HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀通過結(jié)晶A1C13 · 6H20而形 成。
336. 如權(quán)利要求326至335中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一浸提液包含A1離子和 /或^離子。
337. 如權(quán)利要求334、335或336所述的方法，其中以A1C13形式從所述第一浸提液基 本選擇性沉淀所述A1離子。
338. 如權(quán)利要求336所述的方法，其中通過經(jīng)水解將所述Fe離子轉(zhuǎn)化為Fe203而選擇 性提取所述Fe離子。
339. 用于制備鈦氧化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并且將 所述固體與所述第一浸提液分離； 從所述第一浸提液至少基本分離所述至少一種金屬的離子； 任選地在氯化物存在下用HC1浸提所述固體，從而獲得包含鈦氯化物的第二浸提液； 并且 將所述鈦氯化物轉(zhuǎn)化為鈦氧化物。
340. 如權(quán)利要求339所述的方法，其中所述氯化物選自堿金屬氯化物和堿土金屬氯化 物。
341. 如權(quán)利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化鈣或氯化鎂。
342. 如權(quán)利要求339所述的方法，其中所述氯化物是氯化鎂。
343. 用于制備鈦氧化物的方法，所述方法包括： 用HC1浸提赤泥以獲得包含來自至少一種金屬的離子的第一浸提液以及固體，并且將 所述固體與所述第一浸提液分離； 從所述第一浸提液至少基本分離所述至少一種金屬的離子； 任選地在氯化物存在下用HC1浸提所述固體以獲得包含鈦氯化物的第二浸提液；或者 使所述固體與Cl2和碳源反應(yīng)以獲得包含所述鈦氯化物的液體部分以及固體部分，并且將 所述液體部分與所述固體部分分離； 并且 將所述鈦氯化物轉(zhuǎn)化為鈦氧化物。
344. 如權(quán)利要求343所述的方法，其中所述固體包含Ti02和Si02，并且用Cl2和碳處 理所述固體以獲得包括鈦氯化物的液體部分以及固體部分，并且其中使所述固體部分和所 述液體部分彼此分尚。
345. 如權(quán)利要求343或344所述的方法，包括加熱鈦氯化物以將其轉(zhuǎn)化成Ti02。
346. 如權(quán)利要求343至345中任一項(xiàng)所述的方法，其中所獲得的Ti02通過等離子體焰 炬而加熱并純化。
347. 如權(quán)利要求339至346中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一種金屬包括選自鋁、 鐵、鋅、銅、金、銀、鑰、鈷、鎂、鋰、錳、鎳、鈀、鉬、釷、磷、鈾和鈦和/或至少一種稀土元素和/ 或至少一種稀有金屬的第一金屬。
348. 如權(quán)利要求347所述的方法，其中所述第一金屬是鋁。
349. 如權(quán)利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液與氣態(tài)HC1反 應(yīng)以獲得所述液體和包含鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀通過結(jié)晶A1C1 3 · 6H20而形成。
350. 如權(quán)利要求348所述的方法，其中所述方法包括使所述第一浸提液與干燥氣態(tài) HC1反應(yīng)以獲得所述液體和包含鋁離子的所述沉淀物，所述沉淀通過結(jié)晶A1C13 · 6H20而形 成。
351. 如權(quán)利要求339至348中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一浸提液包含A1離子和 /或Fe離子。
352. 如權(quán)利要求349、350或351所述的方法，其中以A1C13形式從所述第一浸提液基 本選擇性沉淀所述A1離子。
353. 如權(quán)利要求351所述的方法，其中通過經(jīng)水解將所述Fe離子轉(zhuǎn)化為Fe203而選擇 性提取所述Fe離子。
354. 如權(quán)利要求339至353中任一項(xiàng)所述的方法，其中使鈦氯化物與水和/或堿反應(yīng) 以導(dǎo)致鈦氧化物沉淀。
355. 如權(quán)利要求339至353中任一項(xiàng)所述的方法，其中鈦氯化物通過高溫水解而轉(zhuǎn)化 成鈦氧化物，由此產(chǎn)生HC1。
356. 如權(quán)利要求339至353中任一項(xiàng)所述的方法，其中鈦氯化物通過高溫水解而轉(zhuǎn)化 成鈦氧化物，由此產(chǎn)生再循環(huán)的HC1。
357. 如權(quán)利要求339至353中任一項(xiàng)所述的方法，其中鈦氯化物通過等離子體焰炬而 轉(zhuǎn)化成鈦氧化物。
【文檔編號(hào)】C01F7/38GK104302791SQ201380010871
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月10日
【發(fā)明者】理查德·鮑德勞爾特, 約耳·弗爾尼爾, 丹尼斯·普里茂, 瑪麗-馬克西姆·拉伯勒科庫伊-吉爾伯特 申請(qǐng)人:奧佰特氧化鋁有限公司