本發(fā)明涉及一種從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法，屬于硫鐵礦資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
廣西某地區(qū)硫鐵礦中除含有黃鐵礦礦物外,伴生有一水硬鋁石、葉蠟石、綠泥石、高嶺石、銳鈦礦等礦物，以及伴生鎵、鈧、鈮等稀貴金屬成分，具有貧、雜、細(xì)等特點。經(jīng)國內(nèi)科研院?？萍脊リP(guān)，確定了該硫鐵礦選礦工藝路線，可完全利用硫鐵礦原礦，分別選出硫精礦、鋁精礦、葉臘石粉精礦和耐火粘土等四類合格產(chǎn)品，實現(xiàn)無尾化選礦?？萍脊リP(guān)表明：該硫鐵礦的質(zhì)量好，硫含量49.32％，硫回收率大于97％，制酸后燒渣中鐵含量大于63％；鋁精礦的鋁硅比(al2o3：sio2即a/s)達(dá)6.92、al2o3含量69.22％、鋁精礦產(chǎn)率大于16％，該鋁精礦具有高鋁低鐵特點，有用鋁礦物主要為一水硬鋁石。
廣西冶金研究院有限公司對低鐵鋁精礦進(jìn)行了綜合化利用研究，提出了“拜耳法熔鋁-溶鋁渣-選擇性酸浸-氯轉(zhuǎn)化-堿轉(zhuǎn)化-堿溶-酸溶-水解-萃取”工藝，使低鐵鋁精礦得以整體資源化綜合利用，工業(yè)廢水循環(huán)利用、廢渣有出路，經(jīng)濟(jì)效益良好。
在對低鐵鋁精礦溶鋁渣進(jìn)行溶解提取有價金屬及稀貴金屬工藝過程中，普遍采用的酸浸試劑為工業(yè)硫酸，一是硫酸的選擇性強(qiáng)；二是工業(yè)硫酸價格相對低廉。酸浸得到的浸出液富集了各種有價及稀貴金屬元素，但其中的硫酸根離子在后續(xù)提取分離有價及稀貴金屬元素工藝中不再作為重要角色，因此，尋找一種工藝簡單，既能將硫酸根離子開路出去以減少后續(xù)工藝負(fù)擔(dān)，又能得到一種市場需求量大、經(jīng)濟(jì)效益良好的化工產(chǎn)品的方法，具有很大的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出一種從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法，能夠?qū)⒌丸F鋁精礦綜合回收過程中的硫酸根離子開路出去，使其變?yōu)槭喈a(chǎn)品，而其他有價金屬元素可以在后續(xù)工藝中得到分離，達(dá)到低鐵鋁精礦的綜合回收利用的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法，原料低鐵鋁精礦的主要成分和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：al2o362.56％、sio211.94％、tio25.11％、tfe0.65％、nb2o30.022％、sc2o348g/t，ga0.0018％，稀土總量0.029％，方法步驟如下：
(1)堿溶浸出：先稱取一定量的原料低鐵鋁精礦，再投入到按氧化鈉質(zhì)量濃度為250～270g/l、氧化鋁濃度為100～150g/l、氧化鈉與氧化鋁摩爾比為3～4：1，液固比的體積重量比為3～5：1的母液中，加入原料低鐵鋁精礦重量的5～10％的氧化鈣，反應(yīng)溫度為270～280℃，反應(yīng)時間1～3小時，過濾得到溶鋁渣及鋁酸鈉溶液；
(2)選擇性酸浸：先稱取一定量的溶鋁渣，按水與溶鋁渣的體積/重量比＝0.5～2：1的比例加入水，把溶鋁渣攪拌成漿狀，然后按硫酸與溶鋁渣的體積/重量比＝0.5～1.5：1的比例稱取工業(yè)濃硫酸，并加入到溶鋁渣漿液中，過程迅速攪拌均勻，反應(yīng)5～20分鐘后，再按水與溶鋁渣的體積/重量比＝3～8：1的比例量取水，并加入到反應(yīng)液中攪拌反應(yīng)30～120分鐘，過濾，洗滌，得到浸出渣及浸出液；
(3)氯轉(zhuǎn)化：往步驟(2)得到的浸出液中加入氯化鈣，加入量按步驟(2)浸出液中的硫酸根含量添加理論反應(yīng)值0.5～1.2倍的氯化鈣，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30～120分鐘，過濾，得到粗石膏及氯轉(zhuǎn)化液；
(4)洗滌：以少量多次為原則，用水洗滌粗石膏6～10次，除去大部分雜質(zhì)；
(5)烘干：將洗滌后粗石膏置于100～200℃下烘干1～3小時，除去多余水分；
(6)焙燒：將烘干后的粗石膏置于300～500℃的高溫環(huán)境下焙燒2～4小時，得到精石膏產(chǎn)品。
步驟(1)中鐵鋁精礦為含高鈦、高鐵的鐵鋁精礦，二氧化鈦含量達(dá)到5～10％，全鐵含量達(dá)到0.5～0.65％，鋁硅比為5～6。
在步驟(4)中對石膏進(jìn)行洗滌得到的洗液，返回到步驟(3)氯轉(zhuǎn)化過程中使用，達(dá)到節(jié)水降耗的目的
本發(fā)明的從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法，其主要化學(xué)反應(yīng)為：
so42-+cacl2＝caso4↓+2cl-。
除另有說明外，本發(fā)明所述的百分比均為質(zhì)量百分比，各組分含量百分?jǐn)?shù)之和為100％。液固比是指浸出液與料量的體積重量比。
本發(fā)明的有益效果在于：
能夠?qū)⒌丸F鋁精礦綜合回收過程中的硫酸根離子開路出去，使其變?yōu)槭喈a(chǎn)品，而其他有價金屬元素可以在后續(xù)工藝中得到分離，達(dá)到低鐵鋁精礦的綜合回收利用的目的。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述的從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法的工藝流程圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例1
本發(fā)明所述的從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法的一個實例，包括如下步驟：
第一步，先稱取333g低鐵鋁精礦，16.65g氧化鈣，配制氧化鈉濃度為250g/l、氧化鋁濃度為137g/l、氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為3/1、液固比為3/1的母液1l。將所述低鐵鋁精礦、氧化鈣和母液投入高壓釜中，反應(yīng)溫度270℃，攪拌條件下保溫1小時后取出、過濾、烘干得到溶鋁渣。
第二步，稱取100g溶鋁渣于燒杯中，加入100ml水并攪拌均勻，在強(qiáng)烈攪拌條件下緩慢加入70ml工業(yè)級的濃硫酸，攪拌反應(yīng)5分鐘，再迅速加入400ml水，繼續(xù)反應(yīng)40分鐘，得到的反應(yīng)液轉(zhuǎn)入抽濾漏斗進(jìn)行過濾，然后用水洗滌4次，抽干，得到浸出渣及浸出液。
第三步，先將浸出液轉(zhuǎn)入燒杯中，在攪拌條件下加入35gcacl2，加料完畢后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30分鐘，過濾，用水洗滌6次，抽干，得到濕石膏。
第四步，將第三步得到的石膏放入100℃烘箱中烘1小時，之后轉(zhuǎn)移至馬弗爐焙燒2小時，得到純度為99.8％的精石膏產(chǎn)品。
實施例2
本發(fā)明所述的從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法的另一個實例，包括如下步驟：
第一步，先稱取333g低鐵鋁精礦，26.64g氧化鈣，配制氧化鈉濃度為250g/l、氧化鋁濃度為118g/l、氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為3.5/1、液固比為4/1的母液1.3l。將所述低鐵鋁精礦、氧化鈣和母液投入高壓釜中，反應(yīng)溫度275℃，攪拌條件下保溫2小時后取出、過濾、烘干得到溶鋁渣。
第二步，先稱取100g溶鋁渣于燒杯中，加入150ml水并攪拌均勻，在強(qiáng)烈攪拌條件下緩慢加入80ml工業(yè)級的濃硫酸，攪拌反應(yīng)8分鐘，再迅速加入450ml水，繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，得到的反應(yīng)液轉(zhuǎn)入抽濾漏斗進(jìn)行過濾，然后用水洗滌5次，抽干，得到浸出渣及浸出液。
第三步，先將浸出液轉(zhuǎn)入燒杯中，在攪拌條件下加入40gcacl2，加料完畢后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)50分鐘，過濾，用水洗滌8次，抽干，得到濕石膏。
第四步，將第三步得到的濕石膏放入150℃烘箱中烘2小時，之后轉(zhuǎn)移至馬弗爐焙燒3小時，得到純度為99.1％的精石膏產(chǎn)品。
實施例3
本發(fā)明所述的從低鐵鋁精礦綜合回收過程中制備石膏的方法的再一個實例，包括如下步驟：
第一步，先稱取333g低鐵鋁精礦，33.30g氧化鈣，配制氧化鈉濃度為270g/l、氧化鋁濃度為111g/l、氧化鈉與氧化鋁的摩爾比為4/1、液固比為5/1的母液1.7l。將所述低鐵鋁精礦、氧化鈣和母液投入高壓釜中，反應(yīng)溫度280℃，攪拌條件下保溫3小時后取出、過濾、烘干得到溶鋁渣。
第二步，先稱取100g溶鋁渣于燒杯中，加入200ml水并攪拌均勻，在強(qiáng)烈攪拌條件下緩慢加入90ml工業(yè)級的濃硫酸，攪拌反應(yīng)10分鐘，再迅速加入600ml水，繼續(xù)反應(yīng)80分鐘，得到的反應(yīng)液轉(zhuǎn)入抽濾漏斗進(jìn)行過濾，然后用水洗滌5次，抽干，得到浸出渣及浸出液。
第三步，先將浸出液轉(zhuǎn)入燒杯中，在攪拌條件下加入30gcacl2，加料完畢后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)120分鐘，過濾，用水洗滌8次，抽干得到濕石膏。
第四步，將第三步得到的濕石膏放入200℃烘箱中烘3小時，之后轉(zhuǎn)移至馬弗爐焙燒4小時，得到純度99.4％的精石膏產(chǎn)品。