一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法。將粉碎的煤矸石或高嶺石礦物原料與適量濃硫酸混合后熟化，然后高溫快速還原脫硫，含硫煙氣通過制酸實現(xiàn)硫酸再生循環(huán)利用，還原焙砂采用堿浸法生產(chǎn)氧化鋁。本發(fā)明的方法綜合了煤矸石或高嶺石礦物原料酸法與堿法提取氧化鋁的優(yōu)點，并有效規(guī)避了二者的缺點。無需常規(guī)酸法工藝中高耗能的蒸發(fā)結晶鋁鹽和鋁鹽結晶水分解過程，節(jié)約了大量能耗；相比常規(guī)堿法工藝，無需高耗能的燒結過程，且渣量低并可作為硅原料再利用，廢棄物產(chǎn)出很少，實現(xiàn)真正的減量化綠色清潔生產(chǎn)；氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量好，回收率高，能耗低，設備腐蝕小，易于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。
【專利說明】一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤矸石或高嶺石礦物原料的綜合利用，具體涉及一種從煤矸石或粘土礦物原料中提取氧化鋁的方法，尤其是采用酸堿聯(lián)合工藝提取氧化鋁。

【背景技術】
[0002]中國是世界上高嶺石礦物資源非常豐富的國家，其中煤矸石資源尤其豐富，此外，高嶺土、地開石、珍珠石等高嶺石類礦物資源也十分豐富。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含炭量較低的黑灰色巖石，一般掘進矸石占原煤產(chǎn)量的10%左右，選煤矸石占入選原煤量的12% -18%。2013年中國原煤產(chǎn)量36.8億噸，開采加工過程排放的煤矸石是目前我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，煤矸石長期堆存，占用大量土地，同時造成自燃，污染大氣和地下水。但它又是可利用的資源，其主要成分是A1203、S12，微量稀有元素(鎵、釩等)，其中氧化鋁含量可高達30% -40% ,S12含量50% -65%，從煤矸石或其它粘土礦物原料中提取氧化鋁不僅可以作為鋁土礦提取氧化鋁的補充，而且對于解決煤礦開采過程煤系固廢的環(huán)境問題十分重要。
[0003]傳統(tǒng)的氧化鋁生產(chǎn)以鋁土礦為原料，采用堿法工藝生產(chǎn)，在鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁中，鋁土礦中的氧化硅是堿法生產(chǎn)中的主要有害元素，要求鋁土礦中鋁硅比A/S(礦石中Al2O3與S12的質(zhì)量比值)大于3。堿法分為拜耳法、燒結法和聯(lián)合法，其中拜耳法適于處理含Al2O3高、S12低的富礦，一般要求Al2O3 > 65%，A/S > 7，世界上90%以上的氧化鋁由拜耳法生產(chǎn)；燒結法適合處理A/S為3?5的原料；聯(lián)合法適合處理A/S為5?7的原料。而煤矸石或其它高嶺石礦物原料中的鋁硅比很低，通常A/S ( 1，且無法選礦富集，傳統(tǒng)處理鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)工藝難以移植來處理煤矸石或其它高嶺石礦物，需要研究開發(fā)適合煤矸石或其它高嶺石礦物類鋁資源特點的工藝技術，目前國內(nèi)外研究開發(fā)的煤矸石或其它高嶺石礦物提取氧化鋁方法大致分為堿法和酸法兩大類。
[0004]堿法包括直接燒結法和預脫硅一燒結法等。如CN101941725B公開的一種從煤矸石中提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣的方法，其過程主要包括:煤矸石粉碎后焙燒活化；煤矸石熟料進行堿溶預脫硅，得到脫硅煤矸石和硅酸鈉溶液；脫硅煤矸石中加入石灰石和碳酸鈉溶液球磨制成生料漿進行燒結；燒成熟料用水溶出，得到鋁酸鈉粗液和硅鈣渣，硅鈣渣經(jīng)處理后作為水泥原料；鋁酸鈉粗液經(jīng)凈化、碳分、煅燒等工序生產(chǎn)氧化鋁；由硅酸鈉溶液苛化生產(chǎn)活性硅酸鈣微粉。采用預脫硅技術可以將50%以上二氧化硅浸出脫除，從而提高煤矸石中的鋁硅比，但與高硅鋁土礦比，仍然含硅高，后續(xù)燒結量大，能耗高。雖然可產(chǎn)出大量活性硅酸鈣副產(chǎn)品，但由于副產(chǎn)活性硅酸鈣的成本高、產(chǎn)量大，對于大規(guī)模的煤矸石資源綜合利用，副產(chǎn)品的市場銷售與競爭壓力非常大。
[0005]酸法處理煤矸石由于不需要添加造渣劑，提取氧化鋁后的殘渣量少，符合減量化綜合利用工業(yè)固廢的要求，且可以獲得較高的氧化鋁回收率。酸法主要包括硫酸法和鹽酸法，通常是將一定濃度的硫酸或鹽酸與煤矸石粉在加熱條件攪拌浸出，所得溶液加堿反應生成氫氧化鋁沉淀，過濾得氫氧化鋁。由于煤矸石中氧化鋁的活性差，一般酸浸的氧化鋁提取率較低，需要采用焙燒活化、添加助溶劑等強化措施。CN101234774B公開的一種由煤系高嶺巖或煤矸石制備氧化鋁的方法，則通過焙燒對煤矸石進行活化處理，采用粉碎、低溫煅燒、鹽酸浸取、過濾、提純、分步熱解制得氧化鋁。CN103754912A公開的一種利用煤矸石制取氧化鋁的方法，通過煤矸石和氫氟酸、50-90%的硫酸反應固化，然后水浸提取氧化鋁；CN1903727A公開的煤矸石生態(tài)化利用聯(lián)產(chǎn)氧化鋁/白炭黑/低灰碳的方法，則采用煤矸石與8-12mol/L的硫酸混合，同時采用氟化物為助溶劑進行硫酸浸出鋁。采用助溶劑酸浸，雖然可以減少焙燒活化工序，節(jié)約氧化鋁提取的能耗，但含氟助溶劑的加入不僅會導致水、氣、渣的環(huán)境污染問題，而且對設備腐蝕嚴重；由于酸法的浸出選擇性差，通過結晶難以直接得到符合氧化鋁雜質(zhì)要求的鋁鹽產(chǎn)品，需要反復結晶提純或采用萃取或離子交換的方法對酸浸液進行凈化，或者粗鋁鹽煅燒后再經(jīng)拜耳法提取氧化鋁，工藝復雜，成本高；另一方面，鋁鹽濃縮結晶、鋁鹽脫水熱解的能耗大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有煤矸石或高嶺石礦物中提取氧化鋁技術的不足，提供一種采用酸堿聯(lián)合法從煤矸石或高嶺石礦物中提取氧化鋁的方法，目的是通過酸堿聯(lián)合工藝，解決煤矸石或高嶺石礦物原料酸法處理工藝中鋁鹽濃縮結晶與熱解能耗高、氧化鋁產(chǎn)品純度低的問題，同時避開煤矸石或高嶺石礦物原料堿法處理燒結物料量大、能耗高、浸出渣量大等缺陷。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法包括下述步驟:
[0008](I)硫酸熟化:將煤矸石或高嶺石礦物原料粉碎后與濃硫酸按一定比例混合均勻后進行熟化，得到硫酸熟化料；
[0009](2)還原焙燒:將上述步驟⑴得到的硫酸熟化料在還原氣氛下進行還原焙燒脫硫，得到焙砂和含硫煙氣，含硫煙氣收集后制酸返回步驟(I)循環(huán)使用；
[0010](3)焙砂堿浸:將上述步驟(2)得到的焙砂用含氫氧化鈉的溶液進行堿浸，浸出完成后液固分離得到鋁酸鈉溶液和富硅渣。
[0011](4)制備氧化鋁:將上述步驟(3)所得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)種分或碳分制備氫氧化鋁，然后固液分離得到氫氧化鋁和母液，母液返回步驟(3)循環(huán)使用，氫氧化鋁經(jīng)煅燒生產(chǎn)氧化鋁。
[0012]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(I)中所述煤煤矸石或高嶺石礦物原料的粉碎粒度為100?200目。
[0013]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(I)中硫酸加入量為所述煤矸石或高嶺石礦物原料質(zhì)量的1-2.5倍，優(yōu)選1.1-1.5倍，硫酸的濃度> 85%。
[0014]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(I)中熟化溫度100-350°c，優(yōu)選150-250°c，熟化時間l_24h，優(yōu)選l_4h。
[0015]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(2)中所述的還原焙燒，當處理原料為煤矸石時，以煤矸石本身所含的炭為還原劑。
[0016]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(2)中所述的還原焙燒，當處理原料為高嶺土、地開石、珍珠石等其它高嶺石類礦時，配入適量還原劑進行還原焙燒，所用還原劑為煤粉、煤氣、天然氣、硫磺或石油焦等低值含碳燃料中的一種或一種以上的混合物，當使用煤粉做還原劑時，煤粉的配入比為所述硫酸熟化料質(zhì)量的1_30%。
[0017]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(2)中還原焙燒溫度500-900°C，優(yōu)選650-800°C，還原焙燒時間0.l_60min，優(yōu)選
0.l-15min。
[0018]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(2)中所述的還原焙燒為快速流態(tài)化焙燒，焙燒爐為循環(huán)流態(tài)化焙燒爐、氣態(tài)懸浮焙燒爐或流態(tài)閃速焙燒爐中的一種。
[0019]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(3)所述的堿浸為常壓堿浸、加壓堿浸或拜耳法溶出中的一種。
[0020]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(3)所述的堿浸，其堿浸條件為:溶出溫度80-250°C，堿濃度30-220g/L，浸出時間20-80min，配料分子比a k0.8-2.0，石灰添加量0-15%。
[0021]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(4)所述的制備氧化鋁當采用碳分制備氧化鋁時，母液經(jīng)過苛化處理后循環(huán)。
[0022]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于其步驟(4)所述的母液，當母液中含有鎵時，定期抽出部分母液采用碳化沉淀、離子交換或溶劑萃取法回收鎵。
[0023]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，所述的硫酸化熟化，是利用濃硫酸的高溫反應活性，與煤矸石或高嶺石礦物原料的含鋁礦物發(fā)生反應，生成硫酸鋁物相，發(fā)生反應如下式(I)，從而破壞煤矸石或高嶺石礦物原料中礦物結構，使鋁礦物與硅礦物解離。
[0024]Al2O3- nSi02+3H2S04 = Al2 (SO4) 3+nSi02+3H20(I)
[0025]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，所述的還原焙燒，是將煤矸石或高嶺石礦物原料硫酸熟化料進行焙燒，利用煤矸石中所含的炭作為還原劑從而實現(xiàn)還原焙燒脫硫，避免了酸法處理煤矸石或高嶺石礦物原料中高耗能的濃縮結晶硫酸鋁和結晶硫酸鋁脫水與焙燒分解作業(yè)，同時，因采用高溫快速焙燒，在保證焙砂中氧化鋁的浸出活性同時，降低氧化硅的溶出活性，煤粉還原焙燒的反應如式(2)。在還原焙燒過程中，當處理原料為高嶺土、地開石、珍珠石等其它高嶺石類礦時，配料適量還原劑進行還原倍燒。
[0026]2A12 (SO4) 3+3C = 2Al203+6S02(g)+3C02(g)(2)
[0027]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，所述的焙砂堿浸，因所述還原焙燒得到的焙砂中氧化鋁浸出活性好，可以在較低溫度和堿度條件下浸出，在保證較高的鋁浸出率前提下，可以進一步降低硅的溶出。焙砂堿浸反應如下式(3)。
[0028]Al203+3H20+2Na0H = 2NaAl (OH) 4(3)
[0029]本發(fā)明的一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，利用濃硫酸高溫反應強化了煤矸石或高嶺石礦物原料中硅鋁酸鹽的分解，與傳統(tǒng)酸法不同，不直接進行硫酸鋁的浸出，而是利用還原劑實現(xiàn)硫酸熟化料的脫硫分解，并保證氧化鋁的活性，脫硫產(chǎn)生的煙氣通過制酸實現(xiàn)主要試劑硫酸的再生。同時脫硫焙砂中氧化鋁具有活性，可以實現(xiàn)低溫低堿拜耳法溶出，進行常規(guī)氧化鋁產(chǎn)品制備。
[0030]解決了傳統(tǒng)酸法處理煤矸石或高嶺石礦物原料中因浸出選擇性差，溶液凈化困難的難題，無需傳統(tǒng)硫酸法中的濃縮結晶硫酸鋁、硫酸鋁脫水等高耗能過程。與傳統(tǒng)堿法處理煤矸石或高嶺石礦物原料工藝相比，避免了高耗能的燒結工序，無需添加石灰石粉、石灰等造渣劑，浸出渣量大幅減少。
[0031]所述的煤矸石或高嶺石礦物原料包括煤矸石、黏土、高嶺土、紅柱石、硅線石、地開石、珍珠石等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]附圖為本發(fā)明的方法的原則流程圖。

【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖對本發(fā)明做出進一步說明。
[0034]將粉碎至100?200目的煤矸石或其它高嶺石礦物原料與硫酸按一定比例混合，硫酸加入量為所述煤矸石或高嶺石礦物原料質(zhì)量的1-2.5倍，優(yōu)選1.1-1.5倍，硫酸的濃度彡85%，熟化溫度100-350°C，熟化時間l_24h。
[0035]將硫酸熟化料在還原氣氛下進行還原焙燒脫硫，還原焙燒溫度500-90(TC，焙燒時間0.l-60min。還原焙燒產(chǎn)出的含硫煙氣收集制取硫酸，實現(xiàn)硫酸的再生循環(huán)利用。當處理原料為煤矸石時，以煤矸石本身所含的炭為還原劑。當處理原料為高嶺土、地開石、珍珠石等其它高嶺石類礦時，配入適量還原劑進行還原焙燒，所用還原劑為煤粉、煤氣、天然氣、硫磺或石油焦等低值含碳燃料中的一種或一種以上的混合物，當使用煤粉做還原劑時，煤粉的配入比為所述硫酸熟化料質(zhì)量的1-30%
[0036]將還原焙砂用含氫氧化鈉的溶液進行浸出，堿浸溫度80_250°C,堿濃度30_220g/L，浸出時間20-80min，配料分子比a k0.8_2.0，石灰添加量0-15%。堿浸礦漿固液分離后得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)種分或碳分制備氫氧化鋁，種分母液或碳分母液苛化處理后循環(huán)使用。低溫低堿拜耳法的溶出渣可以直接作為建筑制品的硅質(zhì)原料。
[0037]以下用非限定性實施例對本發(fā)明的方法作進一步的說明，以有助于理解本發(fā)明的內(nèi)容及其優(yōu)點，而不作為對本發(fā)明保護范圍的限定，本發(fā)明的保護范圍由權利要求書決定。
[0038]本發(fā)明適用不同化學成分的煤矸石或高嶺石礦物原料。
[0039]實施例1
[0040]將粉碎至200目煤矸石粉與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的1.6倍，使用的硫酸濃度為90%，混合均勻后，在熟化溫度200°C，熟化時間2h條件下得到硫酸熟化料。利用煤矸石本身所含的炭為還原劑，硫酸熟化料在750°C、還原氣氛下進行快速還原焙燒，焙燒時間5min。
[0041]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度100°C，堿濃度50g/L，配料分子比0,0.9，時間60!^11。此時，鋁的實際溶出率87%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回焙砂溶出。
[0042]實施例2
[0043]將粉碎至200目的煤矸石粉與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的2倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度250°C，熟化時間24h條件下得到硫酸熟化料。利用煤矸石本身所含的炭為還原劑，硫酸熟化料在流態(tài)化焙燒爐中于850°C進行快速還原焙燒，焙燒時間2min。
[0044]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度120°C，堿濃度160g/L，配料分子比%1.8，時間301^11，石灰添加量8(%。此時，鋁的實際溶出率在90%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。
[0045]實施例3
[0046]將粉碎至200目的煤矸石粉與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的1.2倍，使用的硫酸濃度為90%，混合均勻后，在熟化溫度150°C，熟化時間2h條件下得到硫酸熟化料。利用煤矸石本身所含的炭為還原劑，硫酸熟化料在溫度600°C進行快速還原焙燒，焙燒時間15min。
[0047]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度100°C，堿濃度200g/L，配料分子比0,1.9，時間6011^11，石灰添加量3%。此時，鋁的實際溶出率在77%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品。
[0048]實施例4
[0049]將粉碎至200目的高嶺土與硫酸混合，硫酸加入量為所述高嶺石土質(zhì)量的2倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度250°C，熟化時間8h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比15%與煤粉混合均勻，在溫度800°C進行快速還原焙燒，焙燒時間1min0
[0050]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度90°C，堿濃度70g/L，配料分子比akl.2，時間40min，石灰添加量2%。此時，鋁的實際溶出率在92%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。
[0051]實施例5
[0052]將粉碎至200目的地開石精礦與硫酸混合，硫酸加入量為所述地開石精礦質(zhì)量的
1.8倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度350°C，熟化時間4h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料在流態(tài)化焙燒爐中通入煤氣，在溫度750°C進行快速還原焙燒，焙燒時間Imin。
[0053]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度150°C，堿濃度50g/L，配料分子比ak0.9，時間60min，石灰添加量0%。此時，鋁的實際溶出率在90%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，種分母液返回配料溶出新礦。
[0054]實施例6
[0055]將粉碎至200目的紅柱石礦與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的1.8倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度320°C，熟化時間4h條件下得到硫酸熟化料。硫酸熟化料按煤比15%與煤粉混合均勻，在溫度750°C進行快速還原焙燒，焙燒時間 1min。
[0056]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度95°C，堿濃度10g/L，配料分子比ak1.0，時間80min，石灰添加量1%。此時，鋁的實際溶出率在89%。
[0057]實施例7
[0058]將粉碎至200目的煤矸石粉與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的1.8倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度230°C，熟化時間12h條件下得到硫酸熟化料。利用煤矸石本身所含的炭為還原劑，硫酸熟化料在溫度650°C進行快速還原焙燒，焙燒時間7min。
[0059]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度90°C，堿濃度50g/L，配料分子比(1,1.4，時間1201^11，鋁浸出率在92(%。對溶出液進行碳分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品，碳分母液二次碳化沉淀富集鎵，鎵沉淀率85 %。
[0060]實施例8
[0061]將粉碎至200目的煤矸石粉與硫酸混合，硫酸加入量為所述煤矸石粉質(zhì)量的1.8倍，使用的硫酸濃度為93%，混合均勻后，在熟化溫度320°C，熟化時間4h條件下得到硫酸熟化料。利用煤矸石本身所含的炭為還原劑，硫酸熟化料在溫度700°C進行快速還原焙燒，焙燒時間1min。
[0062]對還原焙砂進行低溫低堿拜耳法溶出，溶出條件為:溶出溫度95°C，堿濃度10g/L，配料分子比0,1.0，時間801^11，石灰添加量1%。此時，鋁的實際溶出率在93%，對溶出液進行種分，得到氫氧化鋁產(chǎn)品，煅燒后制備冶金級氧化鋁產(chǎn)品.。種分母液采用酰胺肟樹脂吸附鎵，鎵吸附率85%。
【權利要求】
1.一種從煤矸石或高嶺石礦物中酸堿聯(lián)合提取氧化鋁的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)硫酸熟化:將煤矸石或高嶺石礦物原料粉碎后與濃硫酸按一定比例混合均勻后進行熟化，得到硫酸熟化料； (2)還原焙燒:將上述步驟(I)得到的硫酸熟化料在還原氣氛下進行還原焙燒脫硫，得到焙砂和含硫煙氣，含硫煙氣收集后制酸返回步驟(I)循環(huán)使用； (3)焙砂堿浸:將上述步驟(2)得到的焙砂用含氫氧化鈉的溶液進行堿浸，浸出完成后液固分離得到鋁酸鈉溶液和富硅渣。 (4)制備氧化鋁:將上述步驟(3)所得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)種分或碳分制備氫氧化鋁，然后固液分離得到氫氧化鋁和母液，母液返回步驟(3)循環(huán)使用，氫氧化鋁經(jīng)煅燒生產(chǎn)氧化招。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(I)中所述煤煤矸石或高嶺石礦物原料的粉碎粒度為100?200目。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(I)硫酸加入量為所述煤矸石或高嶺石礦物原料質(zhì)量的1-2.5倍，優(yōu)選1.1-1.5倍，硫酸的濃度彡85%。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(I)中熟化溫度100-350°C，優(yōu)選150-250°C，熟化時間 l_24h，優(yōu)選 l_4h。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(2)中所述的還原焙燒，當處理原料為煤矸石時，以煤矸石本身所含的炭為還原劑；當處理原料為高嶺土、地開石、珍珠石等其它高嶺石類礦時，配入還原劑進行還原焙燒，所用還原劑為煤粉、煤氣、天然氣、硫磺或石油焦等低值含碳燃料中的一種或一種以上的混合物，當使用煤粉做還原劑時，煤粉的配入比為所述硫酸熟化料質(zhì)量的1_30%。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(2)中還原焙燒溫度500-900°C，優(yōu)選650-800°C，還原焙燒時間0.l-60min，優(yōu)選0.l_15min。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(2)中所述的還原焙燒為快速流態(tài)化焙燒，焙燒爐為循環(huán)流態(tài)化焙燒爐、氣態(tài)懸浮焙燒爐或流態(tài)閃速焙燒爐中的一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其步驟(3)所述的堿浸，其堿浸條件為:溶出溫度80-250°C，堿濃度30-220g/L，浸出時間20_80min，配料分子比a k0.8-2.0，石灰添加量0-15%。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，當其步驟(4)中所述的母液中含有鎵時，定期抽出部分母液采用碳化沉淀、離子交換或溶劑萃取法回收鎵。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，其所述的煤矸石或高嶺石礦物包括煤矸石、黏土、高嶺土、紅柱石、硅線石、地開石、珍珠石種的一種或一種以上的混合物。
【文檔編號】C01F7/02GK104445314SQ201410602122
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】蔣開喜, 蔣訓雄, 汪勝東, 范艷青, 張登高, 蔣偉, 周立杰, 靳冉公 申請人:北京礦冶研究總院