一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法技术

本发明专利技术公开了一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其工艺步骤包括：含钾、铝矿石在含硫酸反应体系中反应，通过溶液浸取、液固分离，获得含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液，经降低温度，析出钾明矾的结晶，与石灰、水调浆反应，获得含有氢氧化铝的石膏渣，与氢氧化钠溶液进行浸出反应，浆料经降温、稀释，获得铝酸钠溶液，添加晶种、冷却结晶获得氢氧化铝结晶。本发明专利技术实现了从含钾、铝矿石中综合提取其中的铝、钾，并副产半水石膏，实现矿物的综合利用，铝的收率高，综合效益好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含钾、铝矿石综合利用领域，特别涉及一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法。
技术介绍
在钾矿石提取钾盐过程中，如何综合利用矿石中的各种成分意义重大。一方面，这些废渣的堆放会对环境造成了二次污染，以及土地资源的浪费；另一方面，钾矿石中一般含有16%-30%左右的氧化铝，如何综合利用其中的氧化铝，对于我国及世界日益紧张的的铝土矿供应有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于从经济可行性出发，提供一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法。本专利技术首次提出采用在硫酸煅烧钾矿石反应后浸取与二氧化硅分离，通过钾明矾结晶、钾明矾与石灰反应分离硫酸钾、含氢氧化铝的石膏渣与氢氧化钠溶出结晶获得氢氧化铝以及高价值副产品半水石膏的方式，实现矿物的综合利用，铝的收率高，综合效益好。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法包括以下步骤：1）含钾、铝矿石在含硫酸体系中反应，矿石中所含的钾、铝成分，均转化为可溶解的硫酸盐；2）通过溶液浸取，硫酸铝、硫酸钾进入浸取液，并进行液固分离，获得主要成分为二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液；3）浸取液经降温，析出钾明矾的结晶，再经过液固分离，获得钾明矾结晶以及结晶母液；4）钾明矾结晶与石灰、水调浆反应，经过液固分离洗涤，获得含有氢氧化铝的石膏渣、硫酸钾溶液以及含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；5）含有氢氧化铝的石膏渣与氢氧化钠溶液进行浸出反应，石膏渣中的氢氧化铝转化为铝酸钠被溶解，反应完成后，浆料经过降温、稀释，再经过液固分离，获得铝酸钠溶液以及半水石膏滤饼；6）铝酸钠溶液再添加晶种、冷却结晶获得氢氧化铝结晶，经过液固分离获得氢氧化铝以及结晶母液，该结晶母液再经浓缩、除杂并补充氢氧化钠后返回去与含有氢氧化铝的石膏渣浸取反应。步骤（1）所述含钾、铝矿石为含有钾、铝、硅的钾长石、含钾页岩、明矾石中的一种或多种，其中含氧化钾≥8wt.%；氧化铝≥17 wt.%；二氧化硅≥20 wt.%，所述含钾、铝矿石在含硫酸体系中反应与硫酸200-300℃煅烧获得矿石反应渣。步骤（2）所述浸取液为步骤（3）的钾明矾结晶母液和步骤（4）的含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；浸取温度：50-100℃，获得的含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液中，硫酸钾与硫酸铝的摩尔比为1：（0.7-1.3）。步骤（3）所述的含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液，自然降温到环境温度，析出钾明矾结晶，液固分离后，母液循环去浸取硫酸煅烧矿石反应渣。步骤（4）所述钾明矾结晶与石灰、水调浆反应的固液重量比为1：（2-8）；调浆反应终点的pH为7-10；调浆反应温度为55-130℃，液固分离所获得的含氢氧化铝的石膏渣中的石膏结晶形态为无水石膏与半水石膏占80%以上；含氢氧化铝石膏渣干基所含氢氧化铝占20-35%，液固分离后所用的洗涤水温度为：55-95℃，热水洗涤含氢氧化铝石膏渣后获得的含硫酸钾的洗涤液返回到浸取硫酸煅烧矿石反应渣。步骤（5）所述的钾明矾石灰调浆液固分离所获得的含氢氧化铝的石膏渣马上与含氢氧化钠的溶液进行调浆溶出反应，含氢氧化铝的石膏渣自然存放时间不超过120分钟，溶出温度为135-200℃，溶出时的碱铝比Na2O：Al2O3为：(1.4-2.0):1；溶出打浆的固液重量比：1：（2-6）；溶出时间为30-300分钟，采用管道溶出或者搅拌反应釜的方式的一种或者两种方式共同进行。步骤（5）含氢氧化铝的石膏渣氢氧化钠溶出浆料稀释并降低温度到70-110℃，稀释后的石膏浆料液体中的铝酸钠浓度为：35-65克/升，采用板框过滤或者离心机液固分离，液固分离过程的洗涤水循环稀释降温含氢氧化铝的石膏渣氢氧化钠溶出浆料；液固分离获得的滤液为含铝酸钠的溶液经降温结晶获得氢氧化铝；液固分离获得的固体为半水石膏，用于生产石膏建材。步骤（6）含有铝酸钠的溶液，在其中加入的氢氧化铝晶种的量为铝酸钠溶液中Al2O3含量的1-2倍，温度从70-110℃逐步降低到40-70℃进行搅拌降温结晶，结晶时间2-8小时，结晶完成后，液固分离获得氢氧化铝以及含氢氧化钠结晶母液，含氢氧化钠结晶母液经过浓缩后，其氢氧化钠浓度为110-140克/升时，返回去与含氢氧化铝的石膏渣反应。本专利技术的显著优点在于：（1）从高含硅的钾矿石在提取硫酸钾的过程中，综合回收氢氧化铝，钾矿石中铝的总收率可达90%以上，并副产半水石膏产品，工业开发经济效益好。（2）所获得副产品为半水石膏价值高，可不经过煅烧直接加工建材。具体实施方式一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，按以下步骤进行：1）含钾、铝矿石经过在含硫酸反应体系中反应，矿石中所含的钾、铝成分，均转化为可溶解的硫酸盐；2）钾矿石硫酸反应后，通过溶液浸取，硫酸铝、硫酸钾进入浸取液，并进行液固分离，获得主要成分为二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液；3）浸取液降低温度，析出钾明矾的结晶，再经过液固分离，获得钾明矾结晶以及结晶母液；4）钾明矾结晶与石灰以及水调浆反应，经过液固分离洗涤，获得含有氢氧化铝的石膏渣、硫酸钾溶液以及含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；5）含有氢氧化铝的石膏渣与氢氧化钠溶液在一定温度压力下进行浸出反应，石膏渣中的氢氧化铝转化为铝酸钠被溶解，反应完成后，浆料经过降温、稀释，再经过液固分离，获得铝酸钠溶液以及半水石膏滤饼。6）铝酸钠溶液再添加晶种、冷却结晶获得氢氧化铝结晶，经过液固分离获得氢氧化铝以及结晶母液，该结晶母液再经浓缩、除杂并补充氢氧化钠后返回去与含有氢氧化铝的石膏渣浸取反应。所述原料含钾、铝矿石为含有钾、铝、硅的钾长石、含钾页岩、明矾石等，其矿石所含氧化钾≥8%；氧化铝≥17%；二氧化硅≥20%，所述含钾、铝矿石在硫酸体系中反应，为含钾、铝矿石先经过煅烧或者不煅烧、以及先与氟化学反应破坏含钾、铝矿石晶体结构后再与硫酸反应等各种情况下，最后与硫酸200-300℃煅烧获得矿石反应渣，矿石中的钾、铝等转化为可溶解的硫酸钾以及硫酸铝等情况；所采用的溶液浸取的溶液为浸取液钾明矾结晶母液；和后续钾明矾与石灰反应液固分离中洗涤含氢氧化铝石膏渣获得的含硫酸钾的石膏渣洗涤溶液，钾矿石硫酸反应后的浸取温度：50-100℃，获得的浸取液中，硫酸钾与硫酸铝的摩尔比为1：（0.7-1.3）通过溶液浸取，硫酸铝、硫酸钾进入浸取液，并进行液固分离，获得主要成分为二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液；所述的含有硫酸钾以及硫酸铝的浸取液，自然降温到环境温度，析出钾明矾结晶，液固分离后，母液循环去浸取硫酸煅烧矿石反应渣；钾明矾结晶与石灰以及水调浆反应的固液重量比为1：（2-8）；调浆反应终点的pH为7-10；调浆反应温度为55-130℃，液固分离所获得的含氢氧化铝的石膏渣中的石膏结晶形态为无水石膏与半水石膏占80%以上；含氢氧化铝石膏渣干基所含氢氧化铝占20-35%，液固分离后所用的洗涤水温度为：55-95℃，热水洗涤后获得的含硫酸钾的洗涤液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）含钾、铝矿石在含硫酸体系中反应，矿石中所含的钾、铝成分，均转化为可溶解的硫酸盐；2）通过溶液浸取，硫酸铝、硫酸钾进入浸取液，并进行液固分离，获得主要成分为二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液；3）浸取液经降温，析出钾明矾的结晶，再经过液固分离，获得钾明矾结晶以及结晶母液；4）钾明矾结晶与石灰、水调浆反应，经过液固分离洗涤，获得含有氢氧化铝的石膏渣、硫酸钾溶液以及含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；5）含有氢氧化铝的石膏渣与氢氧化钠溶液进行浸出反应，石膏渣中的氢氧化铝转化为铝酸钠被溶解，反应完成后，浆料经过降温、稀释，再经过液固分离，获得铝酸钠溶液以及半水石膏滤饼；6）铝酸钠溶液再添加晶种、冷却结晶获得氢氧化铝结晶，经过液固分离获得氢氧化铝以及结晶母液，该结晶母液再经浓缩、除杂并补充氢氧化钠后返回去与含有氢氧化铝的石膏渣浸取反应。

【技术特征摘要】
1.一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）含钾、铝矿石在含硫酸体系中反应，矿石中所含的钾、铝成分，均转化为可溶解的硫酸盐；
2）通过溶液浸取，硫酸铝、硫酸钾进入浸取液，并进行液固分离，获得主要成分为二氧化硅的不溶渣以及含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液；
3）浸取液经降温，析出钾明矾的结晶，再经过液固分离，获得钾明矾结晶以及结晶母液；
4）钾明矾结晶与石灰、水调浆反应，经过液固分离洗涤，获得含有氢氧化铝的石膏渣、硫酸钾溶液以及含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；
5）含有氢氧化铝的石膏渣与氢氧化钠溶液进行浸出反应，石膏渣中的氢氧化铝转化为铝酸钠被溶解，反应完成后，浆料经过降温、稀释，再经过液固分离，获得铝酸钠溶液以及半水石膏滤饼；
6）铝酸钠溶液再添加晶种、冷却结晶获得氢氧化铝结晶，经过液固分离获得氢氧化铝以及结晶母液，该结晶母液再经浓缩、除杂并补充氢氧化钠后返回去与含有氢氧化铝的石膏渣浸取反应。
2.根据权利要求1所述的从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其特征在于：步骤（1）所述含钾、铝矿石为含有钾、铝、硅的钾长石、含钾页岩、明矾石中的一种或多种，其中含氧化钾≥8wt.%；氧化铝≥17 wt.%；二氧化硅≥20 wt.%，所述含钾、铝矿石在含硫酸体系中反应与硫酸200-300℃煅烧获得矿石反应渣。
3.根据权利要求1所述的从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其特征在于：步骤（2）所述浸取液为步骤（3）的钾明矾结晶母液和步骤（4）的含有硫酸钾的石膏渣洗涤溶液；浸取温度：50-100℃，获得的含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液中，硫酸钾与硫酸铝的摩尔比为1：（0.7-1.3）。
4.根据权利要求1所述的从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其特征在于：步骤（3）所述的含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液，自然降温到环境温度，析出钾明矾结晶，液固分离后，母液循环去浸取硫酸煅烧矿石反应渣。
5.根据权利要求1所述的从含钾、铝矿石...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷戈，尚亚伟，陈光炉，孙加兴，胡松，金冉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35