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雜且增加熱能消耗。
[0005]與所要求保護的方法最接近的是鹽酸氧化鋁生產(chǎn)方法，其包括:對預煅燒的原材料進行酸處理，蒸發(fā)澄清氯化物溶液同時使六水合氯化鋁(AlCl3.6Η20)結晶，然后將其煅燒為氧化物，其被作者稱為“粗氧化鋁”(有色金屬冶金學家手冊:氧化鋁生產(chǎn)工藝[俄羅斯].Metal lurgiya: Moscow, 1970，236-237頁)，因為鐵和其他雜質(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，從而生產(chǎn)冶煉級氧化銷O
[0006]但是，幾乎不可能確保在從含有氯化鐵和其他雜質金屬以及磷的溶液中結晶AlCl3.6Η20期間的高純度目標產(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計過于復雜、其實現(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)一種由低級原材料生產(chǎn)冶煉級氧化鋁的方法，其允許處理低級的高二氧化硅礦和廢物。
[0009]技術結果是改進氧化鋁品質和減少能量使用。
[0010]以上技術結果如下實現(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)而進行結晶。
[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)而進行結晶使得能夠控制晶體生長并且防止磷進入六水合氯化鋁進而進入氧化鋁。
[0012]所述氧化鋁生產(chǎn)方法如下進行:
[0013]將用鹽酸浸取天然含鋁原材料、分離不溶性殘渣并預蒸發(fā)至飽和點之后的澄清氯化鋁溶液(以AlCl3計的濃度約為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行結晶，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70(^/1?90(^/1的初始水平，結晶過程結束，同時Al2O3含量降至5g/L?10g/L。此時，進入所述過程的超過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]通過具體實施例進一步闡明所述氧化鋁生產(chǎn)方法。
[0015]實施例1.用20%鹽酸溶液以L:S = 4:1的液固比處理高嶺土，同時在110°C?115°C攪拌3小時，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)，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。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氧化鋁標準。
[0016]實施例2.在相同條件下重復所述實驗，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，在雜質含量方面不符合要求。
[0017]實施例3.在實施例1的條件下重復所述實驗，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]比較評價表明，與現(xiàn)有技術相比，要求保護的方法能夠節(jié)約多達36%的熱能。
【主權項】
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行結晶，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晶；并且將其熱分解以形成氧化鋁。為了提高氧化鋁的品質并降低能耗，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行結晶，其中上層溶液中氯化鈣總質量與計算的氧化鋁質量的比等于2～4。
【IPC分類】C01F7-30, C01F7-22
【公開號】CN104736482
【申請?zhí)枴緾N201280074926
【發(fā)明人】A·S·森尤塔, A·V·帕諾夫, A·G·薩斯, A·A·達馬斯金
【申請人】俄羅斯工程技術中心
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2012年8月1日
【公告號】CA2877653A1, US20150203936, WO2014021729A1