從低品鋁土礦分解廢氣中回收氟資源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及低品鋁土礦分解綜合利用技術(shù)，具體涉及一種從低品鋁土礦分解廢氣 中回收氟資源的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的快速持續(xù)發(fā)展，我國的鋁工業(yè)也產(chǎn)生了翻天覆地的變化。鋁工業(yè) 的快速發(fā)展較好地滿足了國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需要，但隨之也帶來了資源和能源大 量消耗的問題。特別是鋁土礦資源貧乏問題，已成為制約我國鋁工業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。 據(jù)統(tǒng)計，2001~2007年間，我國用于氧化鋁、氟化鋁生產(chǎn)的鋁土礦品位顯著下降，礦石鋁硅 比從平均約10下降至平均不到7,由于2008年新的氧化鋁廠的投產(chǎn)，更加劇了資源的緊張局 面，礦石平均鋁硅比已降至6以下。
[0003] 常溫下只有HF才能提高低品鋁土礦的鋁硅比，所以低品鋁土礦分解綜合利用技術(shù) 需要采用含氟的助劑來分解低品鋁土礦，加入的氟一部分進入吸收系統(tǒng)直接回收，一部分 以氟鹽的形式存在鉀長石分解殘渣中，氟質(zhì)量含量約為7~10%，如果不回收這一部分氟，它 們經(jīng)浸取后就會進入濾液中損失掉。氟資源屬于戰(zhàn)略儲備資源，國家對氟資源的開發(fā)實行 定額配給，這就導致氟資源價格昂貴，所以如何回收低品鋁土礦分解廢氣中的氟資源，以便 循環(huán)利用是當前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，確有必要提供一種從低品鋁土礦分解廢氣中回收氟資源的方法，以解 決上述問題。
[0005] 本發(fā)明提供一種從低品鋁土礦分解廢氣中回收氟資源的方法，包括以下步驟： 酸浸除鐵：向低品鋁土礦顆粒中加入鹽酸，反應形成酸浸漿液;過濾所述酸浸漿液，得 到浸取含鐵液和除鐵濾渣;干燥所述除鐵濾渣得到除鐵鋁土礦； 攪拌捏球:磨碎所述除鐵鋁土礦，然后加入氟化銨固體進行混合，并捏成顆粒狀，得到 多個混渣顆粒； 焙燒脫硅:在300~700°C對多個所述混渣顆粒進行焙燒處理，得到含有氟化硅的氣體 生成物； 氣體吸收氨解:采用乙醇水溶液吸收所述氣體生成物，得到含有二氧化硅的水解產(chǎn)物； 在60~80 °C向所述水解產(chǎn)物中加入氨水直至pH值為6~8;然后在60~80 °C陳化1~2小時得 到渾濁液； 回收氟資源:過濾所述渾濁液，得到含氟濾液;對所述含氟濾液依次進行減壓蒸發(fā)濃 縮、結(jié)晶、干燥處理，得到氟化銨晶體。
[0006] 其中，所述低品鋁土礦中的鋁硅比小于等于7。所述低品鋁土礦的原礦中以氧化 錯、^氧化娃等為主要成分，并含有氧化鐘、氧化欽、氧化鐵等雜質(zhì)，而且所述低品錯土礦中 的各元素基本上是以氧化物形式存在的，其中的氧化鋁具體地主要可分為一水硬鋁石、三 水鋁石和一水軟鋁石。因此，本文中的"娃的脫除率"是指二氧化硅的脫除率，"娃含量"是指 氧化硅的含量，"鐵含量"是指氧化鐵含量，"鐵的去除率"是指氧化鐵的去除率，"錯的回收 率"是指氧化鋁的回收率。低品鋁土礦原礦中含有一水硬鋁石、部分三水鋁石和部分一水軟 鋁石。所述室溫的溫度為10~40°C。
[0007] 基于上述，在所述酸浸除鐵的步驟中，形成所述酸浸漿液的分步驟包括:按照1~ 1.4 mL濃鹽酸/1 g低品鋁土礦的比例向所述低品鋁土礦顆粒中加入濃鹽酸，并在40~80°C 攪拌20~40 min進行反應，形成所述酸浸漿液，其中，所述濃鹽酸的體積分數(shù)為36%~38%。
[0008] 基于上述，在所述酸浸除鐵的步驟中，得到所述浸取含鐵液和所述除鐵濾渣的分 步驟包括:先稀釋所述酸浸漿液，得到稀酸浸漿液;再采用第一壓濾機過濾所述稀酸浸漿 液，得到所述浸取含鐵液和所述除鐵濾渣。
[0009]基于上述，在所述攪拌捏球的步驟中，先將所述除鐵錯土礦磨碎成粒度為150~ 250目的顆粒，然后再與所述氟化銨固體和水混合，捏成緊實的多個混合球，采用烘箱保溫 干燥多個所述混合球去除其中的水，得到多個所述混渣顆粒，其中，水占所有所述混合球總 質(zhì)量的0.1%~5%。
[0010] 基于上述，所述焙燒脫硅的步驟包括:將所述混渣顆粒置于馬弗爐或流化床反應 器中，在300~700°C和真空度為0.8~1.2 MPa的條件下對多個所述混渣顆粒進行焙燒處 理，去除所述混渣顆粒中的硅元素，得到所述氣體生成物和氟化鋁固體殘渣。具體地，將所 述混渣顆粒置于馬弗爐或流化床反應器中，在300~700°C對多個所述混渣顆粒進行焙燒處 理，并采用真空栗抽出所述馬弗爐或所述流化床反應器中的氣體，使得所述馬弗爐或所述 流化床反應器中的真空度維持在0.8~1.2 MPa。
[0011] 基于上述，所述氣體吸收氨解的步驟包括:將所述氣體生成物在-6~-4 kPa的壓 強下，通入吸收塔進行吸收和水解反應，采用所述乙醇水溶液作為吸收液，所述吸收液中的 乙醇與水的體積比為1:1，使得所述氣體生成物在60~80°C下水解，生成含有二氧化硅的所 述水解產(chǎn)物;將所述水解產(chǎn)物通入氨解釜，向所述氨解釜中加入氨水直至所述氨解釜中的 物質(zhì)的pH為6~8;在60~80 °C陳化1~2小時，得到所述渾濁液。
[0012] 基于上述，所述回收氟資源的步驟包括:將置于所述氨解釜中的所述混濁液輸送 到第二壓濾機中過濾，得到所述含氟濾液和白炭黑半成品；然后，先在60~80°C下，在真空 度為0.05~0.08 MPa時對所述含氟濾液進行減壓濃縮蒸發(fā)處理直至氟化銨濃度達到 12mol/L，然后在20~30°C冷卻結(jié)晶，離心分離得到所述氟化銨晶體。
[0013] 基于上述，所述回收氟資源的步驟進一步包括:洗滌、干燥所述白炭黑半成品制備 白炭黑。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的從低品鋁土礦分解廢氣中回收氟資源的方法主要 是通過酸熱法處理低品鋁土礦中產(chǎn)生的所述氣體生成物經(jīng)過吸收、氨解、過濾、減壓濃縮結(jié) 晶等步驟回收氟化銨固體的。在整個回收循環(huán)利用氟化銨固體的過程中，在所述攪拌捏球 的過程中，將經(jīng)過酸浸除鐵的除鐵鋁土礦與氟化銨固體混合被捏成顆粒狀，形成多個所述 混渣顆粒，可以增加在后續(xù)焙燒脫硅過程中的氣固反應物的接觸時間，使得脫硅反應更加 充分;在所述焙燒脫硅的過程中，氟化銨轉(zhuǎn)化為HF氣體和SiF 4氣體，然后進行吸收、氨解、過 濾、減壓濃縮結(jié)晶等步驟制成氟化銨，提高了氟的回收率，降低了氟的消耗量，使得氟資源 可以循環(huán)利用，且氟循環(huán)利用率可達到90%以上，解決了氟資源短缺的問題，降低了成本，減 少了環(huán)境污染，處理工藝簡單易行，效果非常好。因此，本發(fā)明提供的從低品鋁土礦分解廢 氣中回收氟資源的方法主要是利用低品鋁土礦制備氟化鋁產(chǎn)品過程中形成的氣體生成物 為原料，充分利用酸熱法處理低品鋁土礦過程中的廢氣，避免廢氣污染環(huán)境，變廢為寶，具 有環(huán)保節(jié)能、成本低的優(yōu)勢和重要的積極意義。
[0015]進一步，本發(fā)明按照1~1.4 mL濃鹽酸/1 g低品錯土礦的比例加入濃鹽酸，并在40 ~80°C下使得濃鹽酸溶解低品鋁土礦顆粒中的可溶性物質(zhì)，可以使得其中的鐵的去除率達 到85%以上，而且鋁的回收率達到95%以上。
[0016] 更進一步，本發(fā)明在所述除鐵鋁土礦與氟化銨混合形成所述混渣顆粒的過程中， 加入少量水，可以使得形成的所述混渣球更加密實，增加氟化銨分解產(chǎn)生的氟化氫氣體與 鋁土礦的接觸面積和接觸時間，有利于減少氟化銨的使用量，充分節(jié)約利用氟資源。
【附圖說明】
[0017] 圖1