專利名稱：一種含鋁礦物的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種含鋁礦物的綜合利用方法，涉及一種鋁土礦、赤泥、高嶺土等物質(zhì)中硅、鋁、 鐵、鈉、稀土元素等綜合利用的方法。
背景技術(shù)：
我國的鋁土礦資源品位普遍較低，適宜的綜合利用技術(shù)可以實現(xiàn)其中多種元素的綜合利用，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。赤泥是從鋁土礦中提取氧化鋁之后產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物，每生產(chǎn)ι噸氧化鋁將產(chǎn)生0. 6-2. 0噸赤泥。赤泥中含有多種有價值元素(如鐵、 鋁、鈉等)，大量的堆積，不僅對環(huán)境產(chǎn)生污染，也是資源的一種浪費。現(xiàn)在已有很多關(guān)于赤泥和鋁土礦綜合利用的專利或期刊資料，現(xiàn)將與本專利技術(shù)直接相關(guān)的技術(shù)分析如下
中國專利文獻《一種拜耳法赤泥中氧化鈉和氧化鋁的回收方法》(公開號 CN101289211A，
公開日2008年10月22日)涉及一種氧化鋁生產(chǎn)過程中拜耳法赤泥中回收氧化鈉和氧化鋁的方法。將拜耳法赤泥用循環(huán)堿液在加入石灰條件下進行溶出，從中回收氧化鋁和氧化鈉，降低廢渣赤泥量。該方法僅對拜耳法赤泥中的部分氧化鈉和氧化鋁進行了回收。其技術(shù)流程與原料與本專利技術(shù)是完全不同的。中國專利文獻《一種鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法》(申請?zhí)?00810114781，
公開日
2008年10月22日)涉及一種采用中低品位高硅鋁土礦氧化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于將鋁土礦直接用高濃度苛性堿液浸出鋁土礦中的鋁硅酸鹽礦物以實現(xiàn)化學(xué)脫硅，浸出分離后的固體為精礦再進入拜耳法生產(chǎn)流程生產(chǎn)氧化鋁。專利文獻《從鋁土礦中除去二氧化硅》(申請?zhí)?7181239，
公開日2000年1月26 日)中選擇高苛性鈉濃度和高氧化鋁含量的苛性鈉溶液溶出鋁土礦中的氧化硅，而保持氧化鋁的溶出率極低。期刊文獻《鈉硅渣中的氧化鋁回收工藝》(中國有色金屬學(xué)報，2004年第14卷第3 期)中涉及到一種從鈉硅渣中回收氧化鋁的技術(shù)，但目的在于研究鋁在堿液中(Na20。> 180 g/L)的溶出特性及其回收技術(shù)。期刊文獻《亞熔鹽溶出一水硬鋁石型鋁土礦過程中赤泥的鋁硅行為》(過程工程學(xué)報，2007年第7卷第5期)和《亞熔鹽法回收赤泥》(中國有色金屬學(xué)報，2008年第18卷專輯1)中介紹了亞熔鹽技術(shù)在赤泥和鋁土礦中提取鋁的技術(shù)。與本發(fā)明不同的是，亞熔鹽技術(shù)中，SiO2以鈉鋁硅酸鹽的形式進入固相，從而達到回收鋁的目的?，F(xiàn)在已有很多關(guān)于赤泥和鋁土礦綜合利用的專利和期刊資料，現(xiàn)有的技術(shù)多是設(shè)法提高增大鋁的溶出率，同時抑制硅的溶出。這樣造成的問題主要體現(xiàn)在(1)除石英砂的以外，還有相當量的硅以脫硅產(chǎn)物(硅渣)的形式存在于溶出渣(或赤泥)中，會造成鈉和鋁的損失，同時造成赤泥的堿污染；(2)溶出渣中的鈉硅渣是一種結(jié)晶產(chǎn)物，會均勻的包覆在赤鐵礦、稀土礦物等成分的表面，不利于其中的鐵及稀土元素的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種鋁土礦、赤泥、高嶺土等含鋁礦物的有效綜合利用方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于其利用過程是將含鋁礦物原料，與固體原料重量10—100倍的一定濃度的堿溶液或鋁酸鈉溶液在一定溫度下混合處理，使得固體原料中50%以上的含硅礦物和80%以上的含鋁礦物在堿液中溶出并轉(zhuǎn)入溶液，經(jīng)分離未溶固相A，實現(xiàn)赤泥或鋁土礦中硅、鋁與鐵等元素的分離。然后向溶出液相(主要為鋁、硅、鈉的高濃度溶液)中加入石灰等添加劑使得溶液中85%以上的硅化合物變成硅渣固相，經(jīng)沉降實現(xiàn)固液分離得到硅渣固相B和鋁酸鈉溶液。硅渣B可以經(jīng)調(diào)節(jié)元素配比、控制結(jié)晶條件制備沸石，或用于其它用途。將鋁酸鈉溶液分成兩部分，其中小部分可以進入氧化鋁工序生產(chǎn)氧化鋁或用于其它產(chǎn)品，大部分與新進入工藝流程的固體原料混合用于再次溶出微細粒赤泥或鋁土礦。未溶固相A主要是硅含量小于10%的含鐵礦物，可直接或分選后作為鐵精礦或用于其它用途。一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于其利用過程的步驟包括
(1)將含鋁礦物原料與堿溶液或鋁酸鈉溶液混合，進行硅、鋁的溶出反應(yīng)；
(2)將溶出反應(yīng)液直接進行分離，得到固相A和溶出液相；
(3)向溶出液相中加入石灰等物質(zhì)使得溶液中的硅化合物變成硅渣固相B；
(4)將步驟(3)的反應(yīng)物進行固液分離，得到硅渣固相B和鋁酸鈉溶液；
(5)將步驟(4)得到的硅渣B用于制備沸石；
(6)將步驟(4)得到的鋁酸鈉溶液，進入氧化鋁工序生產(chǎn)氧化鋁，或返回步驟(1)； (7 )步驟(2 )的固相A用作鐵精礦或其他用途。本發(fā)明的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于溶出用堿液或鋁酸鈉溶液中 Na2Ok濃度50 g/L - 500g/L, Al2O3濃度50 g/L - 500g/L,溶出液用量為鋁礦物原料質(zhì)量的 10-100 倍，溫度 20。(- 280。(，溶出時間0.511-10 h。本發(fā)明的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于含鋁礦物原料為鋁土礦、赤泥或高嶺土等含鋁物質(zhì)。本發(fā)明的一種含鋁礦物的綜合利用方法，溶出液經(jīng)脫硅后大部分返回溶出過程， 一部分用于生產(chǎn)氧化鋁或鋁酸鈉等產(chǎn)品，或其它用途；固相主要富集了 Fe2O3、及稀土礦物， 有利于進一步綜合利用。本發(fā)明的一種含鋁礦物的綜合利用方法，通過將鋁土礦、赤泥和高嶺土等物質(zhì)中的資源充分回收利用，具體而言，本發(fā)明具有以下特點
(1)利用堿液溶出礦物中的硅和鋁，實現(xiàn)了鋁、硅和其它成分的分離，利于其中鋁、硅、 鐵及稀土元素的利用；本發(fā)明可以用于處理現(xiàn)有氧化鋁生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的赤泥，同時也可以用于處理各種鋁土礦尤其是高鐵鋁土礦；
(2)與傳統(tǒng)工藝不同的是，本發(fā)明中溶出得到的液相中含有高濃度的Na、Al和Si，其中 SiO2含量在5g/L以上。(3)與傳統(tǒng)工藝不同的是，本發(fā)明中溶出液不經(jīng)稀釋等處理直接進行固液分離得到高濃度液相和固相A。
(4)與傳統(tǒng)工藝不同的是，本發(fā)明中溶出液的脫硅產(chǎn)物硅渣作為一種后續(xù)利用的中間產(chǎn)物單獨利用，因此可以避免進入溶出渣帶來的污染和腐蝕問題。因此說，本技術(shù)可以解決赤泥、鋁土礦帶來的環(huán)境污染問題和資源浪費問題。


圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實施例方式一種含鋁礦物的綜合利用方法，將待處理微細粒赤泥或鋁土礦原料，與固體原料重量10—100倍的一定濃度的堿溶液或鋁酸鈉溶液在一定溫度下混合處理，使得固體原料中50%以上的含硅礦物和80%以上的含鋁礦物在堿液中溶出并轉(zhuǎn)入溶液，經(jīng)沉降分離未溶固相A，實現(xiàn)赤泥或鋁土礦中硅、鋁與鐵等元素的分離。然后向沉降分離后的溶出液相(主要含鋁、硅、鈉等元素)中加入石灰等添加劑使得溶液中85%以上的硅化合物生成硅渣固相，經(jīng)沉降實現(xiàn)固液分離得到硅渣固相B和鋁酸鈉溶液。硅渣B可以經(jīng)調(diào)節(jié)元素配比、控制結(jié)晶條件制備沸石，或用于其它用途。將鋁酸鈉溶液分成兩部分，其中小部分可以進入氧化鋁工序生產(chǎn)氧化鋁或用于其它產(chǎn)品，大部分與新進入工藝流程的固體原料混合用于再次溶出微細粒赤泥或鋁土礦。未溶固相A主要是硅含量小于10%的含鐵礦物，可直接或分選后作為鐵精礦或用于其它用途。本發(fā)明的方法，溶出用堿液或鋁酸鈉Na2Ok濃度50 g/L - 500 g/L,堿液或鋁酸鈉溶液用量為固體物料質(zhì)量的10-100倍，溫度20 °C - 280。C，溶出時間0.5 h - IOh0實施例1
取山東某氧化鋁廠干赤泥100 g，與Na2Ok濃度500 g/L堿液2 L混合后加熱至20 0C, 攪拌反應(yīng)8 h。固液分離后得到溶出液1.9 L，其中SiO2和Al2O3的含量分別為6. 54 g/L, 7. 72g/L，溶出率分別為64%和82% ；溶出液經(jīng)脫硅后，溶液回用于下次溶出，脫硅產(chǎn)物按照 4A沸石的組成配比，在水熱條件下制得沸石產(chǎn)品；溶出后得到固相72. 29g，其中Fe203、Ti02 含量分別達到46. 42%和2. 35%，SiO2含量為9. 51%，經(jīng)XRD鑒定SiO2主要以活性較低的石英形式存在。固相中石英和氧化鐵可分離性良好，經(jīng)溜槽、搖床分離后，鐵精礦中總鐵含量 55. 05%。表1溶出前后樣品中的組成
權(quán)利要求
1.一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于其利用過程的步驟包括(1)將含鋁礦物原料與高濃度堿溶液或鋁酸鈉溶液混合，進行硅、鋁的溶出反應(yīng)； (2 )將溶出反應(yīng)液直接進行固液分離，得到固相A和溶出液相；(3)向溶出液相中加入石灰或其他物質(zhì)使得溶液中的硅化合物變成硅渣固相B；(4)將步驟(3)的反應(yīng)物進行固液分離，得到硅渣固相B和鋁酸鈉溶液；(5)將步驟(4)得到的硅渣B用于制備沸石或其他用途；(6)將步驟(4)得到的鋁酸鈉溶液，部分進入氧化鋁工序生產(chǎn)氧化鋁，部分返回步驟(1);(7)步驟(2)的固相A作為鐵精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于溶出用堿液或鋁酸鈉溶液中Na2Ok濃度50 g/L - 500g/L, Al2O3濃度50 g/L - 500g/L,溶出液用量為鋁礦物原料質(zhì)量的10-100倍，溫度20 0C - 280°C，溶出時間0. 5h - 10 h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于溶出步驟(1)得到的液相是穩(wěn)定的高濃度的Na、Al和Si的溶液，其中SiO2的含量在5g/L以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于溶出液不經(jīng)稀釋等處理直接進行固液分離得到高濃度液相和固相A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含鋁礦物的綜合利用方法，其特征在于含鋁礦物原料為赤泥、鋁土礦或高嶺土。
全文摘要
一種含鋁礦物的綜合利用方法，涉及一種鋁土礦、赤泥、高嶺土等中硅、鋁、鐵、鈉、稀土元素等綜合利用的方法。其特征在于其步驟包括將含鋁礦物原料進行硅、鋁的溶出反應(yīng)，然后直接進行固液分離得到固相A和溶出液相；向溶出液相中加入石灰或其他物質(zhì)使得溶液中的硅化合物變成硅渣固相B；反應(yīng)得到的硅渣B用于制備沸石或其他用途；得到的鋁酸鈉溶液，部分進入氧化鋁工序生產(chǎn)氧化鋁，部分返回步驟溶出步驟，固相A可以作為鐵精礦或其他用途。本發(fā)明的方法溶出液經(jīng)脫硅后大部分返回溶出過程，一部分用于生產(chǎn)氧化鋁或鋁酸鈉等產(chǎn)品；固相主要富集了Fe2O3及稀土礦物，有利于進一步綜合利用，可以很好地利用了其中的硅、鋁、鈉、鐵等元素，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號B09B1/00GK102328943SQ201110166648
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者于延芬, 劉萬超, 和新忠, 李旺興, 閆琨, 陳湘清, 鮑春 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司