生產(chǎn)氧化鋁的方法
【專利說明】生產(chǎn)氧化鋁的方法
[0001]本發(fā)明涉及冶金，具體而言涉及生產(chǎn)氧化鋁的酸性方法，并可用于處理低級(jí)含鋁原材料。
[0002]已知一種通過鹽酸浸取由高二氧化硅礬土生產(chǎn)氧化鋁的方法，所述方法涉及:在至多700°C的溫度煅燒含鋁原材料；將其用鹽酸進(jìn)行處理；通過用氣態(tài)氯化氫使澄清的氯化物溶液飽和而使氯化鋁鹽析；煅燒氯化鋁以生產(chǎn)氧化鋁；并且在酸處理和鹽析步驟中進(jìn)行母液熱水解并回收氯化氫(Eisner D., Jenkins D.H.和Sinha H.N.AluminaViahydrochloric acid leaching of high silica bauxites-process development.Lightmetals, 1984, 411-426 頁)。
[0003]根據(jù)所述方法，六水合氯化鋁由于用氣態(tài)氯化氫鹽析而從溶液中分離；但是最終產(chǎn)物中的磷含量超出了冶煉級(jí)氧化鋁允許限度1.5倍。
[0004]所述方法的缺陷還包括需要在后續(xù)技術(shù)處理階段中生產(chǎn)干燥的氯化氫氣體以便將其循環(huán)用于鹽析處理階段，在某些情況下，所述缺陷使過程過于復(fù)雜且增加熱能消耗。
[0005]與所要求保護(hù)的方法最接近的是鹽酸氧化鋁生產(chǎn)方法，其包括:對(duì)預(yù)煅燒的原材料進(jìn)行酸處理，蒸發(fā)澄清氯化物溶液同時(shí)使六水合氯化鋁(AlCl3.6Η20)結(jié)晶，然后將其煅燒為氧化物，其被作者稱為“粗氧化鋁”(有色金屬冶金學(xué)家手冊(cè):氧化鋁生產(chǎn)工藝[俄羅斯].Metal lurgiya: Moscow, 1970，236-237頁)，因?yàn)殍F和其他雜質(zhì)(除硅之外)的含量高。此中間材料隨后通過常規(guī)的堿拜耳法處理以去除鐵、磷和其他雜質(zhì)，從而生產(chǎn)冶煉級(jí)氧化銷O
[0006]但是，幾乎不可能確保在從含有氯化鐵和其他雜質(zhì)金屬以及磷的溶液中結(jié)晶AlCl3.6Η20期間的高純度目標(biāo)產(chǎn)物。因此，必需將六水合氯化鋁溶解于水中然后將其再沉淀；這導(dǎo)致為了蒸發(fā)額外引入循環(huán)中的水而不可避免的熱能消耗。
[0007]所述方法的其他缺陷還包括工藝設(shè)計(jì)過于復(fù)雜、其實(shí)現(xiàn)期間的總能耗高、從酸循環(huán)至堿循環(huán)的氯迀移以及與其相關(guān)的額外堿損耗(多至36?37kg/噸氧化鋁)。這些是所述方法沒有工業(yè)應(yīng)用的原因。
[0008]本發(fā)明基于包括以下的目的:開發(fā)一種由低級(jí)原材料生產(chǎn)冶煉級(jí)氧化鋁的方法，其允許處理低級(jí)的高二氧化硅礦和廢物。
[0009]技術(shù)結(jié)果是改進(jìn)氧化鋁品質(zhì)和減少能量使用。
[0010]以上技術(shù)結(jié)果如下實(shí)現(xiàn):在氧化鋁生產(chǎn)方法中，包括:用鹽酸處理含鋁原材料；通過將澄清的氯化物溶液蒸發(fā)而使六水合氯化鋁結(jié)晶；并且將六水合氯化鋁熱分解以生產(chǎn)氧化鋁；在平均粒度為250 μπι?500 μm的六水合氯化鋁種晶存在下添加氯化媽(其中澄清溶液中氯化鈣總重量與估算的氧化鋁重量的比為2?4)而進(jìn)行結(jié)晶。
[0011]在平均粒度為250 μπι?500 μπι的六水合氯化鋁種晶存在下添加氯化媽(其中澄清溶液中氯化鈣總重量與估算的氧化鋁重量的比為2?4)而進(jìn)行結(jié)晶使得能夠控制晶體生長(zhǎng)并且防止磷進(jìn)入六水合氯化鋁進(jìn)而進(jìn)入氧化鋁。
[0012]所述氧化鋁生產(chǎn)方法如下進(jìn)行:
[0013]將用鹽酸浸取天然含鋁原材料、分離不溶性殘?jiān)㈩A(yù)蒸發(fā)至飽和點(diǎn)之后的澄清氯化鋁溶液(以AlCl3計(jì)的濃度約為30% )與50%?70%的C a Cl 2溶液(700g/L?900g/L)混合(基于其在混合溶液中的濃度進(jìn)一步降低到30%?40%以下)。在粒度為250 μ m?500 μπι的六水合氯化鋁種晶存在下進(jìn)行結(jié)晶，繼續(xù)蒸發(fā)并維持鹽沉淀速率以提供期望粒度的產(chǎn)品晶體。一旦母液中的C &(:12濃度上升至高達(dá)70(^/1?90(^/1的初始水平，結(jié)晶過程結(jié)束，同時(shí)Al2O3含量降至5g/L?10g/L。此時(shí)，進(jìn)入所述過程的超過90%的Al2O3與鹽一起析出。分離所得漿料；回收母液至所述過程的初始階段，并且利用熱分解將六水合氯化鋁晶體用于氧化鋁生產(chǎn)。
[0014]通過具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明所述氧化鋁生產(chǎn)方法。
[0015]實(shí)施例1.用20%鹽酸溶液以L:S = 4:1的液固比處理高嶺土，同時(shí)在110°C?115°C攪拌3小時(shí)，所述高嶺土中主要成分的含量)如下:Α120336.4 ;Si0245.3 ;Fe2O30.78 ；Ti020.51 ；CaO 0.96 ；MgO 0.49 ;和 P2O50.12。在該過程完成后，過濾漿料。將澄清氯化物在燒瓶中蒸發(fā)至AlCl3濃度為31%，之后逐步加入熱的60%氯化鈣溶液直至六水合氯化鋁晶體開始被分離，然后以兩倍于AlCl3.6H20估算量的量添加粒度為250 μπι?500 μ m的氯化鋁種晶(來自先前的試驗(yàn))，將其與通過澄清氯化物溶液一起引入所述過程，并且繼續(xù)蒸發(fā)I小時(shí)。將所得晶體在過濾器上用38%鹽酸洗滌并在1000°C煅燒。所得氧化鋁中P2O5含量低于0.001 %，產(chǎn)物的平均粒度為82.3 μ mo所述值完全符合冶煉級(jí)氧化鋁標(biāo)準(zhǔn)。
[0016]實(shí)施例2.在相同條件下重復(fù)所述實(shí)驗(yàn)，不同在于省略了氯化鈣。所得氧化鋁中P2O5含量為0.004%,產(chǎn)物的平均粒度為71.2 μm ;S卩，在雜質(zhì)含量方面不符合要求。
[0017]實(shí)施例3.在實(shí)施例1的條件下重復(fù)所述實(shí)驗(yàn)，不同在于添加粒度為100 μπι?250 μ m的六水合氯化鋁種晶。所得氧化鋁中P2O5含量低于0.002 %，產(chǎn)物的平均粒度為52.2 μ m ; S卩，在粒度分布方面不符合要求。
[0018]比較評(píng)價(jià)表明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，要求保護(hù)的方法能夠節(jié)約多達(dá)36%的熱能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)氧化鋁的方法，其包括:用鹽酸處理含鋁原材料；通過將澄清的氯化物溶液蒸發(fā)而使六水合氯化鋁結(jié)晶；并且將六水合氯化鋁熱分解以生產(chǎn)氧化鋁；所述方法的特征在于，在平均粒度為250 μπι?500 μm的六水合氯化鋁種晶存在下添加氯化鈣而進(jìn)行結(jié)晶，其中澄清溶液中氯化鈣總重量與估算的氧化鋁重量之比為2?4。
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金，具體而言涉及生產(chǎn)氧化鋁的酸性方法，并可用于處理低級(jí)含鋁原材料。生產(chǎn)氧化鋁的方法包括：用鹽酸處理含鋁原材料；通過蒸發(fā)上層氯化物溶液而使六水合氯化鋁結(jié)晶；并且將其熱分解以形成氧化鋁。為了提高氧化鋁的品質(zhì)并降低能耗，在平均粒度為250～500微米的六水合氯化鋁種晶存在下添加氯化鈣進(jìn)行結(jié)晶，其中上層溶液中氯化鈣總質(zhì)量與計(jì)算的氧化鋁質(zhì)量的比等于2～4。
【IPC分類】C01F7-30, C01F7-22
【公開號(hào)】CN104736482
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201280074926
【發(fā)明人】A·S·森尤塔, A·V·帕諾夫, A·G·薩斯, A·A·達(dá)馬斯金
【申請(qǐng)人】俄羅斯工程技術(shù)中心
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2012年8月1日
【公告號(hào)】CA2877653A1, US20150203936, WO2014021729A1