鋁土礦化學加工

鋁土礦的加工方法主要有酸法、鹼法和氯化法。

基本介紹

• 中文名：鋁土礦化學加工
• 加工方法：酸法、鹼法和氯化法
• 目的：製取氫氧化鋁，從氧化鋁等
• 加工方法：酸法、鹼法

概述

鋁土礦的加工方法主要有酸法、鹼法和氯化法。酸法主要用來製取相應酸的鋁鹽（主要是硫酸鋁），鹼法主要用來製取氫氧化鋁，從氧化鋁、氫氧化鋁可進一步加工成各種鋁化合物和金屬鋁。

加工方法

酸法

酸法是用來制硫酸鋁。要求鋁土礦中氧化鋁的含量高於56%,氧化鐵含量低於3%。硫酸分解鋁土礦常用的方法有：①焙燒酸解法：將焙燒（使鋁土礦脫水和活化）過的鋁土礦粉加入帶有攪拌的酸解槽中酸解，硫酸活化）過的鋁土礦粉加入帶有攪拌的酸解槽中酸解，硫酸濃度控制在55%～60%，反應式為：

AlO+3HSO─→Al(SO)+3HO將酸解漿液放入沉降槽中進行固液分離，再經濃縮熔融，得到含18個分子結晶水的固體硫酸鋁。如將熔融的硫酸鋁流入結片機則得片狀硫酸鋁。②加壓酸解法：與焙燒酸解法的區別在於鋁土礦粉無需進行焙燒，直接裝入帶攪拌的、壓力為0.3MPa左右的加壓釜中,反應6～8h，漿液送入沉降槽。加壓酸解法能耗低、工藝簡單，被廣泛採用。為了製取適於造紙用的無鐵硫酸鋁，可採用無鐵氫氧化鋁原料或用萃取法除鐵。

鹼法

鹼法分為加壓鹼解法、燒結法和聯合法等多種。

①加壓鹼解法（或稱拜耳法）：用來製取氫氧化鋁。該法要求鋁土礦中氧化鋁含量大於40%，二氧化矽小於5%,通常AlO:SiO≥7～8。將鋁土礦粉加入壓力釜中與燒鹼液反應，生成偏鋁酸鈉，反應式為：

AlO+2NaOH─→2NaAlO+HO原料為三水鋁石型時，反應溫度為120～140℃，原料為一水硬鋁石型時，反應溫度為240～260℃，以獲得較高的轉化率。若鋁土礦中含有少量的二氧化矽，則需加入少量石灰以減少鹼的消耗。將生成的偏鋁酸鈉與殘渣分離，進一步精製，將精製後的偏鋁酸鈉液加酸水解即可得到氫氧化鋁。此法工藝簡單、投資少、成本低、產品質量好，是廣泛採用的方法，但礦石的適應性稍差，特別是含矽量高的礦石難以加工。

②燒結法: 可將含矽量高的鋁土礦加工成偏鋁酸鈉。將鋁土礦粉與純鹼、石灰石混合後在迴轉窯內焙燒，使鋁土礦中的氧化鋁與純鹼反應生成偏鋁酸鈉，加入的石灰石與二氧化矽生成矽酸鈣,以減少鈉的損失,反應式為：

AlO+NaCO─→2NaAlO+CO

SiO+CaCO─→CaSiO+CO經浸取、過濾、洗滌得偏鋁酸鈉溶液，進一步加工的方法與鹼解法相同。

③聯合法: 將加壓鹼解法與燒結法並聯、串聯或混聯來加工鋁土礦，以使工藝更為合理。

氯化法 用以製備無水三氯化鋁，此法對鋁土礦的質量要求高，礦中矽、鐵的含量越低越好。將鋁土礦粉焙燒後與高質煤混合，加入粘結劑造粒、乾燥，在氯化塔中於850～950℃下，通入氯氣和空氣進行氯化，反應式為：

AlO+3C+3Cl─→2AlCl+3CO氯化塔用固定床或沸騰床。氯化鋁呈氣態逸出，其中夾有少量雜質，經冷卻、精製可得無水三氯化鋁。

產品用途

硫酸鋁、 氧化鋁、 三氯化鋁是鋁化合物中的重要產品。①硫酸鋁是優良的 水處理劑、淨化劑，大約有一半以上的硫酸鋁產品用作造紙工業的水處理劑。還可用作白色皮革的鞣劑、雨衣的上漿劑、醫藥的收斂劑、油脂的澄清劑、防火材料、石油精製的除臭脫色劑，在化學工業中用於製造催化劑等。②聚氯化鋁是優良的絮凝劑、水處理劑。③硫酸鋁鉀（鉀明礬即明礬）、硫酸鋁銨（銨明礬）是重要的淨水劑，硫酸鋁鉀還可用作造紙的上漿劑、印染的媒染劑和醫藥。④矽酸鋁、硝酸鋁、碘化鋁均可作化學工業的催化劑，矽酸鋁還可作塗料的 填料。⑤磷酸二氫鋁是 耐火材料的 膠粘劑，電氣絕緣材料等。⑥偏磷酸鋁用作高溫絕緣粘合劑、釉藥和用來制特種玻璃。⑦氫氧化鋁是製造其他鋁化合物的原料，還可作醫藥。