[发明专利]一种从粘土矿中提取氧化铝的方法

说明书

技术领域

一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，涉及一种利用粘土矿生产氧化铝及残渣的利用方法。

背景技术

目前，氧化铝的生产主要以铝土矿为原料，氧化铝的生产方法主要为碱法，包括拜耳法、烧结法以及联合法。近年来，我国氧化铝产量不断快速增长，已成为世界第二大氧化铝生产国，而我国是铝土矿资源相对贫乏的国家，目前全国查明和推断的铝土矿资源储量对我国氧化铝工业保证程度低，因此资源问题已成为制约我国铝工业可持续发展的主要问题之一。

我国粘土矿储量大，开发利用粘土矿生产氧化铝，对我国铝工业的发展具有重要的意义。

世界上一些国家曾进行过酸法处理粘土矿或煤页岩生产氧化铝工艺的研究，并申请了相关专利。但是其酸法工艺利用浓硫酸处理粘土矿，操作困难，对设备要求高，不利于大规模工业化推广应用。

国内也有酸法处理粘土矿制备氧化铝的方法研究，主要是采用酸浸的方法处理粘土矿，通过酸析得到铝盐，然后热解得到氧化铝产品。这些工艺方法也存在对设备要求高、不利于工业化应用等的不足。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种对设备的腐蚀性小，整体工艺易于工业化应用的从粘土矿中提取氧化铝的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其过程是在粘土矿中配入硫酸铵进行烧结，将烧成的物料进行溶出、分离得到含硫酸铝铵的溶液，将固液分离后的溶液进行蒸发结晶或者降温后结晶得到固相硫酸铝铵，固相硫酸铝铵和氨气发生反应得到氢氧化铝和硫酸铵，将得到的氢氧化铝焙烧后制得氧化铝。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其粘土矿配入硫酸铵烧结时的配料比是以硫酸铵/粘土矿中氧化铝的分子比计，为3-12；烧结温度为260-900℃，烧结时间为0.1-5小时。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于粘土矿中配入硫酸铵烧成后的物料是用水进行常压溶出。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于烧成的物料溶出后是采用过滤或沉降的方法进行液固分离的。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于其烧结熟料溶出后得到的含硫酸铝铵的溶液，是通过蒸发结晶或者降温后结晶得到固相硫酸铝铵的。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于将得到的固相硫酸铝铵通入氨气反应，使固相硫酸铝铵分解生成氢氧化铝，经洗涤得到氢氧化铝，焙烧后得到氧化铝，洗涤氢氧化铝后的液相经蒸发，得到的硫酸铵返回烧结工序配料。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于是将粘土矿配入硫酸铵烧结产生的氨气通入固相硫酸铝铵进行分解反应，生成氢氧化铝。

本发明的一种从粘土矿中提取氧化铝的方法，其特征在于粘土矿中提取氧化铝后的残渣主要成分为SiO₂等，用于生产填料或者建筑材料等。

本发明采用硫酸铵与粘土矿按一定的配比进行烧成，所得固体经溶出后得到含硫酸铝铵的溶液，含硫酸铝铵的溶液通过结晶的方法得到固体的硫酸铝铵，通氨气和固相硫酸铝铵反应后，得到氢氧化铝和硫酸铵，通过洗涤过滤，即可得到固体的氢氧化铝，氢氧化铝经煅烧后可得到氧化铝产品；进入液相的硫酸铵经蒸发，继续循环使用。

本发明的方法基于以下以下化学原理：

烧结反应：4(NH₄)₂SO₄+Al₂O₃＝2NH₄Al(SO₄)₂+6NH₃+3H₂O

分解反应：NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O+3NH₃＝Al(OH)₃+2(NH₄)₂SO₄+9H₂O

本发明的方法，使用的硫酸铵为弱酸性，对设备的耐腐蚀性能要求低；所得残渣量小，有利于提取氧化铝后残渣的综合利用。

本发明的方法，可以有效地从粘土矿中提取氧化铝，并能综合利用提取氧化铝后残渣，工艺方法简单，对设备的耐腐蚀性无过高要求，易于大规模的工业化应用。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式