一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于提取氧化鋁【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講公開了一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其制備工藝為：含鋁礦物經(jīng)過破碎、磨礦后與鹽酸混合進(jìn)入酸溶出系統(tǒng)；酸溶后進(jìn)行酸渣分離，得到酸渣和氯化鋁粗液，酸渣經(jīng)過洗滌后送堆場堆存，氯化鋁粗液精濾后得到氯化鋁精液；氯化鋁精液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后，進(jìn)入氯化鋁酸析系統(tǒng)；酸析得到的氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過分離洗滌，送氯化鋁煅燒系統(tǒng)；氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過煅燒后得到氧化鋁產(chǎn)品。該工藝特別適用于粉煤灰、高硅鋁土礦、霞石、粘土、高嶺土等非鋁土礦資源的酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，所制備的氧化鋁達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)冶金級氧化鋁一級品，完全滿足電解鋁的要求。
【專利說明】一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，屬于提取氧化鋁【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其適用于粉煤灰、高硅鋁土礦、霞石、粘土、高嶺土等非鋁土礦資源生產(chǎn)氧化鋁，同時適用于氫氧化鋁、氧化鋁以及其他鋁鹽生產(chǎn)高純氧化鋁。
技術(shù)背景
[0002]近年來，隨著氧化鋁工業(yè)的快速增長、我國鋁土礦資源嚴(yán)重短缺，鋁土礦的價格不斷上漲，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降，嚴(yán)重影響了鋁工業(yè)健康發(fā)展。從國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢來看，我國鋁產(chǎn)量將不斷增長，鋁土礦資源供應(yīng)不足的矛盾會更加突出。急需開展非鋁土礦資源生產(chǎn)氧化鋁工藝技術(shù)，以徹底解決鋁土礦資源不足的矛盾。這部分非鋁土礦資源主要包括:粉煤灰、高硅鋁土礦、霞石、粘土、高嶺土、赤泥、明礬石礦及煤頁巖等，這些非鋁土礦資源的特點(diǎn)是氧化硅的含量較高，因此選擇酸法是合理的。因?yàn)樗岱▽τ诤X礦物的硅幾乎不溶解，避免了堿法生產(chǎn)的脫硅問題。
[0003]酸法生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)幾乎是與拜耳法同期提出的氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)，但在100多年的發(fā)展中，拜耳法生產(chǎn)氧化鋁已經(jīng)占到了 95%的產(chǎn)能。酸法生產(chǎn)氧化鋁由于存在諸多問題，在很長一段時期內(nèi)停滯不前。但作為非鋁土礦資源利用的技術(shù)儲備，酸法的研究從未停止。上世紀(jì)60年代是酸法研究的熱潮時期，具有代表性的是C.S.1.R.0法和H+法。C.S.1.R.0法是澳大利亞墨爾本的聯(lián)邦科學(xué)與工藝研究組織提出的一種以堿式硫酸鋁為中間產(chǎn)物的硫酸法。H+法是法國彼施涅公司提出的采用硫酸和鹽酸相結(jié)合的方法來處理粘土和煤頁巖，并與加拿大鋁業(yè)公司進(jìn)行過工業(yè)化試驗(yàn)，這一方法曾被認(rèn)為是最有前途的酸法。近些年，尤其是2005年以后，隨著高鋁硅比礦石的減少和粉煤灰綜合利用的研究，酸法生產(chǎn)氧化鋁又逐漸得到了人們的重視，形成一個新的研究熱潮。專利CN200710010917.X公開了硫酸法聯(lián)合拜耳法處理低鋁硅比鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的方法。專利CN201010161876.6公開了一種粉煤灰鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的方法。專利CN201010172151.7公開了一種鹽酸法浸出鋁土礦萃取除鐵制取氧化鋁的方法。專利CN201110452728.4公開了一種粉煤灰提取氧化鋁工藝過程中硫酸鋁的后續(xù)處理方法。專利201210102803.9公開了一種利用低品位鋁土礦酸浸制取氧化鋁的方法。
[0004]上述所公開的酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝存在以下主要問題:(1)鋁鹽溶液除雜困難。在高溫濃酸條件下溶出，不但鋁會溶出，鐵、鉀、鈉、鈣、鎂、鋰、鈦以及部分稀有金屬都會相應(yīng)溶出，如何經(jīng)濟(jì)有效的除雜成為關(guān)鍵；(2)設(shè)備腐蝕磨損嚴(yán)重，尤其是溶出罐、換熱器、蒸發(fā)器均存在不同程度的腐蝕和磨損；(3)成本較高:主要表現(xiàn)在兩個方面:一是設(shè)備投資成本高，由于過程 中采用了酸，幾乎使得與酸和鋁鹽接觸的所有設(shè)備都需要耐腐蝕和磨損；
二是生產(chǎn)成本高，各種鋁鹽(硫酸鋁、氯化鋁、硝酸鋁)分解熱耗大，以六水氯化鋁熱解生產(chǎn)氧化鋁為例，其熱耗約為氫氧化鋁熱解生產(chǎn)氧化鋁熱耗的4倍；(4)環(huán)保問題:酸的再生問題較為復(fù)雜，并且大多數(shù)酸具有揮發(fā)性，環(huán)境保護(hù)和勞動安全衛(wèi)生存在隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是提供一種適用于粉煤灰、高硅鋁土礦、霞石、粘土、高嶺土等非鋁土礦資源的酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝。通過本工藝制備的氧化鋁達(dá)到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)冶金級氧化鋁一級品，完全滿足電解鋁的要求，并且可用于生產(chǎn)高純氧化鋁。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:
一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝:含鋁礦物經(jīng)過破碎、磨礦后與鹽酸混合進(jìn)入酸溶出系統(tǒng)；酸溶后進(jìn)行酸渣分離，得到酸渣和氯化鋁粗液，酸渣經(jīng)過洗滌后送堆場堆存，氯化鋁粗液精濾后得到氯化鋁精液；氯化鋁精液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后，進(jìn)入氯化鋁酸析系統(tǒng)；酸析得到的氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過分離洗滌，送氯化鋁煅燒系統(tǒng)；氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過煅燒后得到氧化鋁產(chǎn)品，煅燒煙氣進(jìn)入酸回收系統(tǒng)；酸析分離出的酸析母液進(jìn)入鹽酸解析系統(tǒng)，鹽酸解析后得到氯化氫氣體和解析母液，氯化氫氣體返回氯化鋁酸析系統(tǒng)，解析母液進(jìn)入解析母液處理系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品。
[0007]在上述一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝中，
——所述的酸溶出系統(tǒng)采用半連續(xù)或連續(xù)溶出工藝，優(yōu)選設(shè)備為搪瓷溶出罐和襯四氟溶出罐；其中，酸溶出的工藝參數(shù)為:溶出溫度為25~195°C，優(yōu)選8(Tl80°C ;溶出時間為
0.5~7h，優(yōu)選I~3h ;鹽酸濃度為10%~36%，優(yōu)選20%~31%。酸溶后氧化鋁的溶出率≥90% ；—所述的酸渣分離可根據(jù)含鋁礦物的不同，采用重力沉降或過濾分離工藝:所述的重力沉降工藝優(yōu)選設(shè) 備為平底沉降槽和高效深錐沉降槽；所述的過濾分離工藝優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)。所述的酸渣洗滌采用多次逆流洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為平底沉降槽、高效深錐沉降槽、立式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)；
—所述的氯化鋁粗液精濾采用預(yù)涂層過濾工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式葉濾機(jī)和板框壓濾機(jī)；精濾后氯化鋁浮游物含量≤20mg/L，優(yōu)選≤10mg/L ；
——所述的氯化鋁精液蒸發(fā)濃縮采用多效降膜蒸發(fā)工藝，效數(shù)優(yōu)選為3效或4效，蒸發(fā)器優(yōu)選材質(zhì)為不透性浸潰石墨；蒸發(fā)濃縮后氯化鋁出料濃度飽和或接近飽和，優(yōu)選259^33%。
[0008]——所述的氯化鋁酸析系統(tǒng)采用吸收結(jié)晶工藝，即往濃縮后的氯化鋁溶液中通入氯化氫氣體，析出六水氯化鋁結(jié)晶，優(yōu)選設(shè)備為吸收結(jié)晶器；六水氯化鋁結(jié)晶純度≥99.5%，優(yōu)選≥99.9% ;氯化鋁酸析工藝參數(shù)為:酸析溫度(T85°C，優(yōu)選25~65°C ;酸析終點(diǎn)鹽酸濃度:10%~36%，優(yōu)選20%~31% ;結(jié)晶停留時間為(T8h，優(yōu)選為(T4h ;結(jié)晶過程添加晶種比例為0-2，優(yōu)選0-0.5 ;生產(chǎn)高純結(jié)晶氯化鋁或氧化鋁時，可根據(jù)要求的純度采用多次氯化鋁酸析，即第一次酸析的結(jié)晶氯化鋁重新溶于水，再次通入氯化氫氣體進(jìn)行第二次酸析，重復(fù)多次直到純度達(dá)到要求；
—所述的氯化鋁結(jié)晶分離采用過濾分離工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)；所述的氯化鋁結(jié)晶洗滌采用逆流過濾洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)，所用洗滌液采用蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液或鹽酸，優(yōu)選蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液；
—所述的酸析母液鹽酸解析系統(tǒng)采用加鹽深度解析工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨解析塔；所加入的鹽為氯化鈣或氯化鎂或硫酸，優(yōu)選氯化鈣和氯化鎂。鹽酸解析工藝指標(biāo)為:氯化氫氣體純度≥99%，優(yōu)選為≥99.9% ;解析母液鹽酸含量≤1%，優(yōu)選≤0.7% ；—所述的解析母液處理系統(tǒng)是將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)品，同時循環(huán)利用鹽酸解析系統(tǒng)所加入的鹽；優(yōu)選流程為:首先采用萃取或離子交換樹脂除鐵，并且富集稀有金屬；其次調(diào)整PH值沉淀鋁，繼續(xù)調(diào)整pH值沉淀鎂；最后蒸發(fā)濃縮分步除鉀鈉；
-所述的副產(chǎn)品包括:氯化鐵(氧化鐵)、氫氧化鋁(氧化鋁)、氫氧化鎂(氧化鎂)、氯
化鉀(氫氧化鉀)、氯化鈉(氫氧化鈉)、氯化鈣(碳酸鈣/硫酸鈣)以及稀有金屬氯化物(氧化物);
——所述的氯化鋁煅燒采用流態(tài)化煅燒爐，優(yōu)選兩段式循環(huán)流化床煅燒爐:氯化鋁結(jié)晶首先進(jìn)入第一段爐，在第一段爐內(nèi)氯化鋁即可完全分解，此時產(chǎn)物主要為Y相氧化鋁，爐溫控制在20(T500°C ;第二段爐完成氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變，使Y相氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)棣料?，爐溫控制在90(Tll0(rC ；
——所述的酸回收采用煙氣余熱回收加逆流降膜吸收工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨換熱器和石墨降膜吸收器；回收后的鹽酸濃度10%~36%，優(yōu)選20%~31%。
[0009]本發(fā)明所提供的一種采用的鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、溶出采用逐步提溫、分段溶出工藝，有效地避免了換熱器、管道和閥門的腐蝕磨損。溶出溫度15(Tl80°C ，最高可達(dá)195°C，可將含鋁礦物中的氧化鋁溶出率提高到90%以上，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益；
2、傳統(tǒng)鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁流程，氯化鋁結(jié)晶采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝生產(chǎn)，由于氯化鋁水解嚴(yán)重，蒸發(fā)二次蒸汽會產(chǎn)生HCl氣體，目前只能采用石墨蒸發(fā)器，氯化鋁結(jié)晶對蒸發(fā)器的磨損造成蒸發(fā)器使用壽命較短。本發(fā)明蒸發(fā)濃縮過程中控制氯化鋁溶液的濃度達(dá)到或接近飽和，氯化鋁不結(jié)晶，可徹底解決蒸發(fā)器組的磨損問題；
3、酸析過程中往氯化鋁溶液中通入氯化氫氣體，利用氯化鋁與雜質(zhì)氯化物在鹽酸中溶解度的差異，控制酸析工藝參數(shù)，可有效控制結(jié)晶氯化鋁的雜質(zhì)含量，保證了最終氧化鋁產(chǎn)品的質(zhì)量。利用氯化鋁的這一特點(diǎn)，多次酸析可以提純氯化鋁，因此，本發(fā)明提供的工藝流程可用于生產(chǎn)高純氧化鋁；
4、解析母液處理系統(tǒng)將雜質(zhì)離子排出流程并轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)品，避免了雜質(zhì)累積，增加了經(jīng)濟(jì)效益。同時將鹽酸解析系統(tǒng)所加的鹽循環(huán)使用。副產(chǎn)品生產(chǎn)時盡量回收氯，也就是鹽酸，減少鹽酸的消耗，使得過程更加環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
低品位鋁土礦經(jīng)過破碎和磨礦，磨礦出料粒度75 μ m。出磨礦漿與31%鹽酸混合進(jìn)入溶出系統(tǒng)，溶出溫度120°C，溶出時間2h，鋁的溶出率達(dá)到95%以上。溶出礦漿經(jīng)過分離洗滌，排放至酸渣堆場，分離粗液采用預(yù)涂層立式葉濾機(jī)精濾，得到的氯化鋁精液浮游物含量為10mg/L。采用三效順流降膜蒸發(fā)器將氯化鋁精液濃縮至氯化鋁濃度32%，然后進(jìn)入酸析系統(tǒng)。酸析溫度控制在45°C，結(jié)晶停留時間lh，得到平均粒徑0.5_、純度> 99.7%的六水氯化鋁，煅燒后氧化鋁的純度> 99.5%。酸析母液與氯化鈣溶液混合進(jìn)入鹽酸解析系統(tǒng)，解析出的氯化氫冷卻除掉水分后，純度為99.9%，解析母液鹽酸含量為0.7%。解析母液進(jìn)入母液處理系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品，副產(chǎn)品主要有98%氧化鐵、98%氧化鎂、95%氯化鈣、氫氧化鈉和氫氧化鉀。煅燒后的煙氣經(jīng)過2級降膜吸收器制成31%鹽酸循環(huán)使用。
[0012]實(shí)施例2
高鋁循環(huán)流化床粉煤灰與29%鹽酸混合進(jìn)入溶出系統(tǒng)，鹽酸按照理論需酸量的95%配t匕。溶出工藝參數(shù)為:溶出溫度180°C，溶出時間2.5h。此時鋁的溶出率達(dá)到90%以上，同時鐵的溶出率接近100%。溶出礦漿經(jīng)過分離洗滌，排放至酸渣堆場，分離粗液采用預(yù)涂層立式葉濾機(jī)精濾，得到的氯化鋁精液浮游物含量為5mg/L。采用四效順流降膜蒸發(fā)器將氯化鋁精液濃縮至氯化鋁濃度30%，然后進(jìn)入酸析系統(tǒng)。酸析溫度控制在55°C，結(jié)晶停留時間0.5h,得到粒度約0.2mm、純度> 99.9%的六水氯化招,煅燒后氧化招的純度> 99.9%,氧化鐵的含量< 30ppm。酸析母液與氯化鎂溶液混合進(jìn)入鹽酸解析系統(tǒng),解析出的氯化氫純度為99.99%，解析母液鹽酸含量為0.5%。解析母液進(jìn)入母液處理系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品。煅燒后的煙氣首先進(jìn)行余熱回收，然后經(jīng)過2級降膜吸收器制成29%鹽酸循環(huán)使用。
[0013]實(shí)施例3
氫氧化鋁與36%鹽酸混合進(jìn)入溶出系統(tǒng)，溶出溫度80°C，溶出時間lh，鋁的溶出率達(dá)到100%。溶出后即得到氯化鋁精液，其濃度約為27%，浮游物含量為< lmg/L。氯化鋁結(jié)晶進(jìn)入酸析系統(tǒng)。酸析溫度控制在15°C，得到純度99.999%的膠體狀六水氯化鋁，煅燒后得到純度99.997%的超細(xì)氧化鋁。
[0014]在本發(fā)明所提供的如圖1所示的一種采用鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝中，
——所述的酸溶出系統(tǒng)采用半連續(xù)或連續(xù)溶出工藝，優(yōu)選設(shè)備為搪瓷溶出罐和襯四氟溶出罐；其中，酸溶出的工藝參數(shù)為:溶出溫度為25~195°C，優(yōu)選8(Tl80°C ;溶出時間為0.5~7h，優(yōu)選I~3h ;鹽酸濃度為10%~36%，優(yōu)選20%~31%。酸溶后氧化鋁的溶出率≥90% ；—所述的酸渣分離可根據(jù)含鋁礦物的不同，采用重力沉降或過濾分離工藝:所述的重力沉降工藝優(yōu)選設(shè)備為平底沉降槽和高效深錐沉降槽；所述的過濾分離工藝優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)。所述的酸渣洗滌采用多次逆流洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為平底沉降槽、高效深錐沉降槽、立式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)；
—所述的氯化鋁粗液精濾采用預(yù)涂層過濾工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式葉濾機(jī)和板框壓濾機(jī)；精濾后氯化鋁浮游物含量≤20mg/L，優(yōu)選≤10mg/L ；
——所述的氯化鋁精液蒸發(fā)濃縮采用多效降膜蒸發(fā)工藝，效數(shù)優(yōu)選為3效或4效，蒸發(fā)器優(yōu)選材質(zhì)為不透性浸潰石墨；蒸發(fā)濃縮后氯化鋁出料濃度飽和或接近飽和，優(yōu)選259^33%。
[0015]——所述的氯化鋁酸析系統(tǒng)采用吸收結(jié)晶工藝，即往濃縮后的氯化鋁溶液中通入氯化氫氣體，析出六水氯化鋁結(jié)晶，優(yōu)選設(shè)備為吸收結(jié)晶器；六水氯化鋁結(jié)晶純度≥99.5%，優(yōu)選≥99.9% ;氯化鋁酸析工藝參數(shù)為:酸析溫度(T85°C，優(yōu)選25~65°C ;酸析終點(diǎn)鹽酸濃度:10%~36%，優(yōu)選20%~31% ;結(jié)晶停留時間為(T8h，優(yōu)選為(T4h ;結(jié)晶過程添加晶種比例為0-2，優(yōu)選0-0.5 ;生產(chǎn)高純結(jié)晶氯化鋁或氧化鋁時，可根據(jù)要求的純度采用多次氯化鋁酸析，即第一次酸析的結(jié)晶氯化鋁重新溶于水，再次通入氯化氫氣體進(jìn)行第二次酸析，重復(fù)多次直到純度達(dá)到要求；
—所述的氯化鋁結(jié)晶分離采用過濾分離工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)；所述的氯化鋁結(jié)晶洗滌采用逆流過濾洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)，所用洗滌液采用蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液或鹽酸，優(yōu)選蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液；
—所述的酸析母液鹽酸解析系統(tǒng)采用加鹽深度解析工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨解析塔；所加入的鹽為氯化鈣或氯化鎂或硫酸，優(yōu)選氯化鈣和氯化鎂。鹽酸解析工藝指標(biāo)為:氯化氫氣體純度≤99%，優(yōu)選為≤99.9% ;解析母液鹽酸含量≤1%，優(yōu)選≤0.7% ；
——所述的解析母液處理系統(tǒng)是將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)品，同時循環(huán)利用鹽酸解析系統(tǒng)所加入的鹽；優(yōu)選流程為:首先采用萃取或離子交換樹脂除鐵，并且富集稀有金屬；其次調(diào)整PH值沉淀鋁，繼續(xù)調(diào)整pH值沉淀鎂；最后蒸發(fā)濃縮分步除鉀鈉；
-所述的副產(chǎn)品包括:氯化鐵(氧化鐵)、氫氧化鋁(氧化鋁)、氫氧化鎂(氧化鎂)、氯
化鉀(氫氧化鉀)、氯化鈉(氫氧化鈉)、氯化鈣(碳酸鈣/硫酸鈣)以及稀有金屬氯化物(氧化物);
——所述的氯化鋁煅燒采用流態(tài)化煅燒爐，優(yōu)選兩段式循環(huán)流化床煅燒爐:氯化鋁結(jié)晶首先進(jìn)入第一段爐，在第一段爐內(nèi)氯化鋁即可完全分解，此時產(chǎn)物主要為Y相氧化鋁，爐溫控制在20(T500°C ;第二段爐完成氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變，使Y相氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)棣料啵瑺t溫控制在90(Tll0(rC ；
——所述的酸回收采用煙氣余熱回收加逆流降膜吸收工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨換熱器和石墨降膜吸收器；回收后的鹽酸濃度10%~36%，優(yōu)選20%~31%。
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的如圖1所示的工藝流程中，另有4種可選流程。比如采用粉煤灰為原料時，可以省去破碎和磨礦流程，即采用可選I流程。采用氫氧化鋁生產(chǎn)高純氧化鋁時，由于不溶物較少，可省去分離流程，即采用可選2流程。當(dāng)氯化鋁溶液中雜質(zhì)含量較少時，可將酸析母液部分循環(huán)，即采用可選3流程。含氯化氫的煙氣除去其中的大部分水蒸氣，也可以作為酸析的HCl使用，即采用可選4流程。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的工藝流程，所述的副產(chǎn)品包括:氯化鐵(氧化鐵)、氫氧化鋁(氧化鋁)、氫氧化鎂(氧化鎂)、氯化鉀(氫氧化鉀)、氯化鈉(氫氧化鈉)、氯化鈣(碳酸鈣/硫酸鈣)以及稀有金屬氯化物(氧化物)。
【權(quán)利要求】
1.一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于包括以下步驟:含鋁礦物經(jīng)過破碎、磨礦后與鹽酸混合進(jìn)入酸溶出系統(tǒng)；酸溶后進(jìn)行酸渣分離，得到酸渣和氯化鋁粗液，酸渣經(jīng)過洗滌后送堆場堆存，氯化鋁粗液精濾后得到氯化鋁精液；氯化鋁精液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后，進(jìn)入氯化鋁酸析系統(tǒng)；酸析得到的氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過分離洗滌，送氯化鋁煅燒系統(tǒng)；氯化鋁結(jié)晶經(jīng)過煅燒后得到氧化鋁產(chǎn)品，煅燒煙氣進(jìn)入酸回收系統(tǒng)；酸析分離出的酸析母液進(jìn)入鹽酸解析系統(tǒng)，鹽酸解析后得到氯化氫氣體和解析母液，氯化氫氣體返回氯化鋁酸析系統(tǒng)，解析母液進(jìn)入解析母液處理系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的酸溶出系統(tǒng)采用半連續(xù)或連續(xù)溶出工藝，優(yōu)選設(shè)備為搪瓷溶出罐和襯四氟溶出罐；其中，酸溶出的工藝參數(shù)為:溶出溫度為25~195°C，優(yōu)選8(Tl8(TC ;溶出時間為0.5~7h，優(yōu)選l~3h ;鹽酸濃度為10%~36%，優(yōu)選20%~31% ;酸溶后氧化鋁的溶出率≥90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的酸渣分離可根據(jù)含鋁礦物的不同，采用重力沉降或過濾分離工藝:所述的重力沉降工藝優(yōu)選設(shè)備為平底沉降槽和高效深錐沉降槽；所述的過濾分離工藝優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)；所述的酸渣洗滌采用多次逆流洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為平底沉降槽、高效深錐沉降槽、立式壓濾機(jī)、水平盤式過濾機(jī)、翻轉(zhuǎn)平盤過濾機(jī)、水平帶式過濾機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的氯化鋁粗液精濾采用預(yù)涂層過濾工藝，優(yōu)選設(shè)備 為立式葉濾機(jī)和板框壓濾機(jī)；精濾后氯化鋁浮游物含量≤20mg/L，優(yōu)選≤10mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的氯化鋁精液蒸發(fā)濃縮采用多效降膜蒸發(fā)工藝，效數(shù)優(yōu)選為3效或4效，蒸發(fā)器優(yōu)選材質(zhì)為不透性浸潰石墨；蒸發(fā)濃縮后氯化鋁出料濃度飽和或接近飽和，優(yōu)選25%~33%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的氯化鋁酸析系統(tǒng)采用吸收結(jié)晶工藝，即往濃縮后的氯化鋁溶液中通入氯化氫氣體，析出六水氯化鋁結(jié)晶，優(yōu)選設(shè)備為吸收結(jié)晶器；六水氯化鋁結(jié)晶純度> 99.5%，優(yōu)選> 99.9% ;氯化鋁酸析工藝參數(shù)為:酸析溫度0~85°C，優(yōu)選25~65°C ;酸析終點(diǎn)鹽酸濃度:10%~36%，優(yōu)選20%~31% ；結(jié)晶停留時間為(T8h，優(yōu)選為(T4h ;結(jié)晶過程添加晶種比例為0-2，優(yōu)選0-0.5 ;生產(chǎn)高純結(jié)晶氯化鋁或氧化鋁時，可根據(jù)要求的純度采用多次氯化鋁酸析，即第一次酸析的結(jié)晶氯化鋁重新溶于水，再次通入氯化氫氣體進(jìn)行第二次酸析，重復(fù)多次直到純度達(dá)到要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的氯化鋁結(jié)晶分離采用過濾分離工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)；所述的氯化鋁結(jié)晶洗滌采用逆流過濾洗滌工藝，優(yōu)選設(shè)備為立式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)，所用洗滌液采用蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液或鹽酸，優(yōu)選蒸發(fā)濃縮后的氯化鋁溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的酸析母液鹽酸解析系統(tǒng)采用加鹽深度解析工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨解析塔；所加入的鹽為氯化鈣或氯化鎂或硫酸，優(yōu)選氯化鈣和氯化鎂；鹽酸解析工藝指標(biāo)為:氯化氫氣體純度> 99%，優(yōu)選為≥99.9% ;解析母液鹽酸含量< 1%，優(yōu)選< 0.7%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的解析母液處理系統(tǒng)是將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)品，同時循環(huán)利用鹽酸解析系統(tǒng)所加入的鹽；優(yōu)選流程為:首先采用萃取或離子交換樹脂除鐵，并且富集稀有金屬；其次調(diào)整PH值沉淀鋁，繼續(xù)調(diào)整PH值沉淀鎂；最后蒸發(fā)濃縮分步除鉀鈉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的副產(chǎn)品包括:氯化鐵(氧化鐵)、氫氧化招(氧化招)、氫氧化鎂(氧化鎂)、氯化鉀(氫氧化鉀)、氯化鈉(氫氧化鈉)、氯化鈣(碳酸鈣/硫酸鈣)以及稀有金屬氯化物(氧化物)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的氯化鋁煅燒采用流態(tài)化煅燒爐，優(yōu)選兩段式循環(huán)流化床煅燒爐:氯化鋁結(jié)晶首先進(jìn)入第一段爐，在第一段爐內(nèi)氯化鋁即可完全分解，此時產(chǎn)物主要為Y相氧化鋁，爐溫控制在20(T50(TC;第二段爐完成氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變，使Y相氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)棣料?，爐溫控制在90(Tl100°C。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁的工藝，其特征在于:所述的酸回收采用煙氣余熱回收加逆流降膜吸收工藝，優(yōu)選設(shè)備為石墨換熱器和石墨降膜吸收器；回收后的鹽酸濃度 10%~36%，優(yōu)選20%~31%。
【文檔編號】C01F7/22GK103964480SQ201410224244
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】劉艷霞, 楊武 申請人:劉艷霞, 楊武