一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其工藝步驟包括：含鉀、鋁礦石在含硫酸反應(yīng)體系中反應(yīng)，通過溶液浸取、液固分離，獲得含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液，經(jīng)降低溫度，析出鉀明礬的結(jié)晶，與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)，獲得含有氫氧化鋁的石膏渣，與氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，漿料經(jīng)降溫、稀釋，獲得鋁酸鈉溶液，添加晶種、冷卻結(jié)晶獲得氫氧化鋁結(jié)晶。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了從含鉀、鋁礦石中綜合提取其中的鋁、鉀，并副產(chǎn)半水石膏，實(shí)現(xiàn)礦物的綜合利用，鋁的收率高，綜合效益好。
【專利說明】一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于含鉀、鋁礦石綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在鉀礦石提取鉀鹽過程中，如何綜合利用礦石中的各種成分意義重大。一方面，這些廢渣的堆放會(huì)對環(huán)境造成了二次污染，以及土地資源的浪費(fèi)；另一方面，鉀礦石中一般含有16%-30%左右的氧化鋁，如何綜合利用其中的氧化鋁，對于我國及世界日益緊張的的鋁土礦供應(yīng)有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于從經(jīng)濟(jì)可行性出發(fā)，提供一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法。本發(fā)明首次提出采用在硫酸煅燒鉀礦石反應(yīng)后浸取與二氧化硅分離，通過鉀明礬結(jié)晶、鉀明礬與石灰反應(yīng)分離硫酸鉀、含氫氧化鋁的石膏渣與氫氧化鈉溶出結(jié)晶獲得氫氧化銷以及尚價(jià)值副廣品半水石霄的方式，實(shí)現(xiàn)礦物的綜合利用，銷的收率尚，綜合效益好。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法包括以下步驟:
1)含鉀、鋁礦石在含硫酸體系中反應(yīng)，礦石中所含的鉀、鋁成分，均轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鹽；
2)通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；
3)浸取液經(jīng)降溫，析出鉀明礬的結(jié)晶，再經(jīng)過液固分離，獲得鉀明礬結(jié)晶以及結(jié)晶母液；
4)鉀明礬結(jié)晶與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)，經(jīng)過液固分離洗滌，獲得含有氫氧化鋁的石膏渣、硫酸鉀溶液以及含有硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液；
5)含有氫氧化鋁的石膏渣與氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，石膏渣中的氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉被溶解，反應(yīng)完成后，漿料經(jīng)過降溫、稀釋，再經(jīng)過液固分離，獲得鋁酸鈉溶液以及半水石膏濾餅；
6)鋁酸鈉溶液再添加晶種、冷卻結(jié)晶獲得氫氧化鋁結(jié)晶，經(jīng)過液固分離獲得氫氧化鋁以及結(jié)晶母液，該結(jié)晶母液再經(jīng)濃縮、除雜并補(bǔ)充氫氧化鈉后返回去與含有氫氧化鋁的石膏渣浸取反應(yīng)。
[0005]步驟(I)所述含鉀、鋁礦石為含有鉀、鋁、硅的鉀長石、含鉀頁巖、明礬石中的一種或多種，其中含氧化鉀彡8wt.% ;氧化鋁彡17 wt.% ;二氧化硅彡20 wt.%，所述含鉀、鋁礦石在含硫酸體系中反應(yīng)與硫酸200-300°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣。
[0006]步驟(2)所述浸取液為步驟(3)的鉀明礬結(jié)晶母液和步驟(4)的含有硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液；浸取溫度:50-100°C，獲得的含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:(0.7-1.3)。
[0007]步驟(3)所述的含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣。
[0008]步驟(4)所述鉀明礬結(jié)晶與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:(2-8);調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為7-10 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為55-130°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占20-35%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:55-95°C，熱水洗滌含氫氧化鋁石膏澄后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣。
[0009]步驟(5)所述的鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為135-200°C，溶出時(shí)的堿鋁比Na2O:Al2O3為:(1.4-2.0):1 ;溶出打漿的固液重量比:1:(2-6);溶出時(shí)間為30-300分鐘，采用管道溶出或者攪拌反應(yīng)釜的方式的一種或者兩種方式共同進(jìn)行。
[0010]步驟(5)含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到70_110°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:35-65克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液經(jīng)降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁；液固分離獲得的固體為半水石膏，用于生產(chǎn)石膏建材。
[0011]步驟(6)含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1-2倍，溫度從70-110°C逐步降低到40_70°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間2_8小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為110-140克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏澄反應(yīng)。
[0012]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)從高含硅的鉀礦石在提取硫酸鉀的過程中，綜合回收氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)90%以上，并副產(chǎn)半水石膏產(chǎn)品，工業(yè)開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益好。
[0013](2)所獲得副產(chǎn)品為半水石膏價(jià)值高，可不經(jīng)過煅燒直接加工建材。

【具體實(shí)施方式】
[0014]一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，按以下步驟進(jìn)行:
1)含鉀、鋁礦石經(jīng)過在含硫酸反應(yīng)體系中反應(yīng)，礦石中所含的鉀、鋁成分，均轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鹽；
2)鉀礦石硫酸反應(yīng)后，通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；
3)浸取液降低溫度，析出鉀明礬的結(jié)晶，再經(jīng)過液固分離，獲得鉀明礬結(jié)晶以及結(jié)晶母液；
4)鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)，經(jīng)過液固分離洗滌，獲得含有氫氧化鋁的石膏渣、硫酸鉀溶液以及含有硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液；
5)含有氫氧化鋁的石膏渣與氫氧化鈉溶液在一定溫度壓力下進(jìn)行浸出反應(yīng)，石膏渣中的氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉被溶解，反應(yīng)完成后，漿料經(jīng)過降溫、稀釋，再經(jīng)過液固分離，獲得鋁酸鈉溶液以及半水石膏濾餅。
[0015]6)鋁酸鈉溶液再添加晶種、冷卻結(jié)晶獲得氫氧化鋁結(jié)晶，經(jīng)過液固分離獲得氫氧化鋁以及結(jié)晶母液，該結(jié)晶母液再經(jīng)濃縮、除雜并補(bǔ)充氫氧化鈉后返回去與含有氫氧化鋁的石膏渣浸取反應(yīng)。
[0016]所述原料含鉀、鋁礦石為含有鉀、鋁、硅的鉀長石、含鉀頁巖、明礬石等，其礦石所含氧化鉀多8% ;氧化鋁多17% ; 二氧化硅多20%，所述含鉀、鋁礦石在硫酸體系中反應(yīng)，為含鉀、鋁礦石先經(jīng)過煅燒或者不煅燒、以及先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀、鋁礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)等各種情況下，最后與硫酸200-300°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:50-100°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:(0.7-1.3)通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:(2-8);調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為7-10 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為55-130 °C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占20-35%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:55-95°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為135-200°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2(VAl2O3)為:(1.4-2.0):1 ;溶出打漿的固液重量比:1:(2-6);溶出時(shí)間為30-300分鐘，采用攪拌反應(yīng)釜的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到70-110°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:35-65克/升，米用板框過濾或者尚心機(jī)液固分尚，液固分尚過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁；液固分離獲得的固體為半水石膏，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1-2倍，溫度從70-110°C逐步降低到40-70°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間2_8小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為110-140克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0017]實(shí)施例1:鉀礦石為鉀長石，其所含氧化鉀10% ;氧化鋁19% ;二氧化硅62%，所述含鉀礦石在含硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)情況下，最后與硫酸250°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:60°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:0.9通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:3 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的PH為7 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為80°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占23%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:60°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為146°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.7:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:3 ;溶出時(shí)間為60分鐘，采用攪拌反應(yīng)釜的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到90°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:55克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)95% ;液固分離獲得的固體中半水石膏占88%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.5倍，溫度從90°C逐步降低到50°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間3小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為125克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0018]實(shí)施例2:鉀礦石為明礬石，其所含氧化鉀12% ;氧化鋁18% ;二氧化硅63%，所述含鉀礦石在硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先經(jīng)過煅燒情況下，最后與硫酸230°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:70°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:1.1通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:3 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為8 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為90°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占20%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:60°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為135°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.5:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:4 ;溶出時(shí)間為30分鐘，采用管道溶出方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到90°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:55克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)96%;液固分離獲得的固體中半水石膏占95%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.5倍，溫度從90°C逐步降低到40°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間3.5小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為125克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0019]實(shí)施例3:鉀礦石為含鉀頁巖，其礦石所含氧化鉀9% ;氧化鋁18% ;二氧化硅56%，所述含鉀礦石在含硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)情況下，最后與硫酸250°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:60°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:0.7通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:2.5 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的PH為8 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為80°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占26%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:70°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為146°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.8:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:4 ?’溶出時(shí)間為60分鐘，采用管道溶出的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到90°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:50克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)95% ;液固分離獲得的固體中半水石膏占90%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.7倍，溫度從90°C逐步降低到40°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間4小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為130克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0020]實(shí)施例4:鉀礦石為含有鉀、鋁、硅的鉀長石和明礬石混合物，其礦石所含氧化鉀^ 13% ;氧化鋁多20% ;二氧化硅多64%，所述含鉀礦石在硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先經(jīng)過煅燒或者不煅燒、以及先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)等各種情況下，最后與硫酸280°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:90°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:1.3通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:4 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為9 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為120°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占25%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:90°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為146°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.8:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:3 ;溶出時(shí)間為120分鐘，采用管道溶出的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到100°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:40克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)97% ;液固分離獲得的固體中半水石膏占89%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.8倍，溫度從100°C逐步降低到70°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間3小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為135克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0021]實(shí)施例5:鉀礦石為含有鉀、鋁、硅的含鉀頁巖和明礬石混合物，其礦石所含氧化鉀12% ;氧化鋁17% ;二氧化硅58%，所述含鉀礦石在含硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先經(jīng)過煅燒或者不煅燒、以及先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)等各種情況下，最后與硫酸280°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:80°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:1.1通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:6 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為9 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為90°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占30%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:80°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為160°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.8:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:4 ;溶出時(shí)間為180分鐘，采用管道溶出的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到80°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:60克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)93%;液固分離獲得的固體中半水石膏占93%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的2倍，溫度從80°C逐步降低到40°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間5小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為135克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0022]實(shí)施例6:鉀礦石為鉀長石、含鉀頁巖、明礬石三者混合物，其礦石所含氧化鉀12% ;氧化鋁19% ;二氧化硅61%，所述含鉀礦石在硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先經(jīng)過煅燒或者不煅燒、以及先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)等各種情況下，最后與硫酸260°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:70°C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:1.0通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:5 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為8 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為100°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占25%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:95°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為160°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2CVAl2O3)為:2.0:1 ;溶出打漿的固液重量比:1:3 ;溶出時(shí)間為240分鐘，采用管道溶出和攪拌反應(yīng)釜兩種方式共同進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到80°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:55克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)96%;液固分離獲得的固體中半水石膏占96%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.5倍，溫度從80°C逐步降低到50°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間6小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為140克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0023]實(shí)施例7:鉀礦石為鉀長石，其礦石所含氧化鉀8% ;氧化鋁18% ;二氧化硅62%，所述含鉀礦石在硫酸體系中反應(yīng)為含鉀礦石先經(jīng)過煅燒或者不煅燒、以及先與氟化學(xué)反應(yīng)破壞含鉀礦石晶體結(jié)構(gòu)后再與硫酸反應(yīng)等各種情況下，最后與硫酸240°C煅燒獲得礦石反應(yīng)渣，礦石中的鉀、鋁等轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鉀以及硫酸鋁等情況；鉀礦石硫酸反應(yīng)后，所采用的溶液浸取的溶液為浸取液鉀明礬結(jié)晶母液；和后續(xù)鉀明礬與石灰反應(yīng)液固分離中洗滌含氫氧化鋁石膏渣獲得的含硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液，鉀礦石硫酸反應(yīng)后的浸取溫度:100C，獲得的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1: 0.9通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液；所述的含有硫酸鉀以及硫酸鋁的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬結(jié)晶與石灰以及水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:7 ;調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的pH為10 ;調(diào)漿反應(yīng)溫度為120°C，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占30%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:70°C，熱水洗滌后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣；鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為160°C，溶出時(shí)的堿鋁比(Na2O/ Al2O3)為:1.4:1 ；溶出打漿的固液重量比:1:2 ;溶出時(shí)間為150分鐘，采用管道溶出的方式進(jìn)行。含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到100°C，稀釋后的石膏漿料液體中的鋁酸鈉濃度為:35克/升，采用板框過濾或者離心機(jī)液固分離，液固分離過程的洗滌水循環(huán)去稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液去降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁，鉀礦石中鋁的總收率可達(dá)92%;液固分離獲得的固體中半水石膏占94%，去生產(chǎn)石膏建材；含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中Al2O3含量的1.3倍，溫度從100°C逐步降低到70°C進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間6小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為130克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)含鉀、鋁礦石在含硫酸體系中反應(yīng)，礦石中所含的鉀、鋁成分，均轉(zhuǎn)化為可溶解的硫酸鹽； 2)通過溶液浸取，硫酸鋁、硫酸鉀進(jìn)入浸取液，并進(jìn)行液固分離，獲得主要成分為二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液； 3)浸取液經(jīng)降溫，析出鉀明礬的結(jié)晶，再經(jīng)過液固分離，獲得鉀明礬結(jié)晶以及結(jié)晶母液； 4)鉀明礬結(jié)晶與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)，經(jīng)過液固分離洗滌，獲得含有氫氧化鋁的石膏渣、硫酸鉀溶液以及含有硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液； 5)含有氫氧化鋁的石膏渣與氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，石膏渣中的氫氧化鋁轉(zhuǎn)化為鋁酸鈉被溶解，反應(yīng)完成后，漿料經(jīng)過降溫、稀釋，再經(jīng)過液固分離，獲得鋁酸鈉溶液以及半水石膏濾餅； 6)鋁酸鈉溶液再添加晶種、冷卻結(jié)晶獲得氫氧化鋁結(jié)晶，經(jīng)過液固分離獲得氫氧化鋁以及結(jié)晶母液，該結(jié)晶母液再經(jīng)濃縮、除雜并補(bǔ)充氫氧化鈉后返回去與含有氫氧化鋁的石膏渣浸取反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(1)所述含鉀、鋁礦石為含有鉀、鋁、硅的鉀長石、含鉀頁巖、明礬石中的一種或多種，其中含氧化鉀彡8被.% ；氧化鋁彡17被.% ；二氧化硅彡20被.％，所述含鉀、鋁礦石在含硫酸體系中反應(yīng)與硫酸200-3001:煅燒獲得礦石反應(yīng)渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(2)所述浸取液為步驟(3)的鉀明礬結(jié)晶母液和步驟(4)的含有硫酸鉀的石膏渣洗滌溶液；浸取溫度:50-1001,獲得的含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液中，硫酸鉀與硫酸鋁的摩爾比為1:(0.7-1.3)0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(3)所述的含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液，自然降溫到環(huán)境溫度，析出鉀明礬結(jié)晶，液固分離后，母液循環(huán)去浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(4)所述鉀明礬結(jié)晶與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)的固液重量比為1:(2-8)；調(diào)漿反應(yīng)終點(diǎn)的邱為7-10 ；調(diào)漿反應(yīng)溫度為55-1301，液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣中的石膏結(jié)晶形態(tài)為無水石膏與半水石膏占80%以上；含氫氧化鋁石膏渣干基所含氫氧化鋁占20-35%，液固分離后所用的洗滌水溫度為:55-951,熱水洗滌含氫氧化鋁石膏渣后獲得的含硫酸鉀的洗滌液返回到浸取硫酸煅燒礦石反應(yīng)渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(5)所述的鉀明礬石灰調(diào)漿液固分離所獲得的含氫氧化鋁的石膏渣馬上與含氫氧化鈉的溶液進(jìn)行調(diào)漿溶出反應(yīng)，含氫氧化鋁的石膏渣自然存放時(shí)間不超過120分鐘，溶出溫度為135-2001，溶出時(shí)的堿鋁比似20:八1203為:(1.4-2.0):1 ；溶出打漿的固液重量比:1:(2-6):溶出時(shí)間為30-300分鐘，采用管道溶出或者攪拌反應(yīng)釜的方式的一種或者兩種方式共同進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(5)含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料稀釋并降低溫度到70-1101，稀釋后的石膏漿料液體中的銷酸鈉濃度為:35-65克/升，米用板框過濾或者尚心機(jī)液固分尚，液固分尚過程的洗滌水循環(huán)稀釋降溫含氫氧化鋁的石膏渣氫氧化鈉溶出漿料；液固分離獲得的濾液為含鋁酸鈉的溶液經(jīng)降溫結(jié)晶獲得氫氧化鋁；液固分離獲得的固體為半水石膏，用于生產(chǎn)石膏建材。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其特征在于:步驟(6)含有鋁酸鈉的溶液，在其中加入的氫氧化鋁晶種的量為鋁酸鈉溶液中八1203含量的1-2倍，溫度從70-1101:逐步降低到40-701:進(jìn)行攪拌降溫結(jié)晶，結(jié)晶時(shí)間2-8小時(shí)，結(jié)晶完成后，液固分離獲得氫氧化鋁以及含氫氧化鈉結(jié)晶母液，含氫氧化鈉結(jié)晶母液經(jīng)過濃縮后，其氫氧化鈉濃度為110-140克/升時(shí)，返回去與含氫氧化鋁的石膏渣反應(yīng)。
【文檔編號】C01F7/26GK104445325SQ201410730156
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】曠戈, 尚亞偉, 陳光爐, 孫加興, 胡松, 金冉 申請人:福州大學(xué)