铝土矿化学加工

铝土矿化学加工酸法

酸法是用来制硫酸铝。要求铝土矿中氧化铝的含量高于56%,氧化铁含量低于3%。硫酸分解铝土矿常用的方法有：①焙烧酸解法：将焙烧（使铝土矿脱水和活化）过的铝土矿粉加入带有搅拌的酸解槽中酸解，硫酸活化）过的铝土矿粉加入带有搅拌的酸解槽中酸解，硫酸浓度控制在55%～60%，反应式为：

AlO 3HSO─→Al(SO) 3HO将酸解浆液放入沉降槽中进行固液分离，再经浓缩熔融，得到含18个分子结晶水的固体硫酸铝。如将熔融的硫酸铝流入结片机则得片状硫酸铝。②加压酸解法：与焙烧酸解法的区别在于铝土矿粉无需进行焙烧，直接装入带搅拌的、压力为0.3MPa左右的加压釜中,反应6～8h，浆液送入沉降槽。加压酸解法能耗低、工艺简单，被广泛采用。为了制取适于造纸用的无铁硫酸铝，可采用无铁氢氧化铝原料或用萃取法除铁。

铝土矿化学加工碱法

碱法分为加压碱解法、烧结法和联合法等多种。

①加压碱解法（或称拜耳法）：用来制取氢氧化铝。该法要求铝土矿中氧化铝含量大于40%，二氧化硅小于5%,通常AlO:SiO≥7～8。将铝土矿粉加入压力釜中与烧碱液反应，生成偏铝酸钠，反应式为：

AlO 2NaOH─→2NaAlO HO原料为三水铝石型时，反应温度为120～140℃，原料为一水硬铝石型时，反应温度为240～260℃，以获得较高的转化率。若铝土矿中含有少量的二氧化硅，则需加入少量石灰以减少碱的消耗。将生成的偏铝酸钠与残渣分离，进一步精制，将精制后的偏铝酸钠液加酸水解即可得到氢氧化铝。此法工艺简单、投资少、成本低、产品质量好，是广泛采用的方法，但矿石的适应性稍差，特别是含硅量高的矿石难以加工。

②烧结法: 可将含硅量高的铝土矿加工成偏铝酸钠。将铝土矿粉与纯碱、石灰石混合后在回转窑内焙烧，使铝土矿中的氧化铝与纯碱反应生成偏铝酸钠，加入的石灰石与二氧化硅生成硅酸钙,以减少钠的损失,反应式为：

AlO NaCO─→2NaAlO CO

SiO CaCO─→CaSiO CO经浸取、过滤、洗涤得偏铝酸钠溶液，进一步加工的方法与碱解法相同。

③联合法: 将加压碱解法与烧结法并联、串联或混联来加工铝土矿，以使工艺更为合理。

氯化法 用以制备无水三氯化铝，此法对铝土矿的质量要求高，矿中硅、铁的含量越低越好。将铝土矿粉焙烧后与高质煤混合，加入粘结剂造粒、干燥，在氯化塔中于850～950℃下，通入氯气和空气进行氯化，反应式为：

AlO 3C 3Cl─→2AlCl 3CO氯化塔用固定床或沸腾床。氯化铝呈气态逸出，其中夹有少量杂质，经冷却、精制可得无水三氯化铝。

硫酸铝、 氧化铝、 三氯化铝是铝化合物中的重要产品。①硫酸铝是优良的 水处理剂、净化剂，大约有一半以上的硫酸铝产品用作造纸工业的水处理剂。还可用作白色皮革的鞣剂、雨衣的上浆剂、医药的收敛剂、油脂的澄清剂、防火材料、石油精制的除臭脱色剂，在化学工业中用于制造催化剂等。②聚氯化铝是优良的絮凝剂、水处理剂。③硫酸铝钾（钾明矾即明矾）、硫酸铝铵（铵明矾）是重要的净水剂，硫酸铝钾还可用作造纸的上浆剂、印染的媒染剂和医药。④硅酸铝、硝酸铝、碘化铝均可作化学工业的催化剂，硅酸铝还可作涂料的 填料。⑤磷酸二氢铝是 耐火材料的 胶粘剂，电气绝缘材料等。⑥偏磷酸铝用作高温绝缘粘合剂、釉药和用来制特种玻璃。⑦氢氧化铝是制造其他铝化合物的原料，还可作医药。

铝土矿的加工方法主要有酸法、碱法和氯化法。酸法主要用来制取相应酸的铝盐（主要是硫酸铝），碱法主要用来制取氢氧化铝，从氧化铝、氢氧化铝可进一步加工成各种铝化合物和金属铝。

在矿物或盐类中添加氯化剂进行高温处理，使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氧化物从而同其他组分分离。氯化剂可用氯气或氯化物（如氯化钠、氯化钙等）。例如：金红石在流化床中加氯气进行氯化焙烧，生成四氯化钛，经进一步加工可得二氧化钛。又如在铝土矿化学加工中，加炭（高质煤）粉成型后氯化焙烧可 制得三氯化铝。若在加氯化剂的同时加入炭粒，使矿物中难选的有价值金属矿物经氯化焙烧后，在炭粒上转变为金属，并附着在炭粒上，随后用选矿方法富集，制成 精矿，其品位和回收率均可以提高，称为氯化离析焙烧。